Самодельные кулачки для токарного патрона

Технические характеристики, классификация и конструкция токарного кулачкового патрона

Патрон токарный кулачковый: описание, схема. Разновидности по типу зажима, фиксации, исполнению, классу точности. Как самостоятельно сделать патрон.

Патрон токарный кулачковый представляет собой необходимое комплектующее для токарного станка. От качества зажимного устройства зависит конечный результат работы. В частности, если патрон не будет давать наибольшее усилие зажима, то деталь может просто вылететь с переднего конца шпинделя. Устройство отвечает за точность центрирования, влияет на то, будут ли точно перпендикулярными оси обработки. Безусловно, к вопросу выбора комплектующего следует отнестись со всей серьезностью, так как оно определяет эффективность процедуры и качество получаемых деталей.

Общие понятия о токарных патронах

Токарные патроны подбираются в зависимости от технических характеристик устройства и шпинделя, в частности. Они представляют собой главные узлы оборудования. Механизм заключается в кулачковом эффекте. Размеры подбираются в зависимости от параметров уникальной заготовки.

Кулачки обеспечивают надежную фиксацию механизма. Из-за действия механической силы, которая обуславливает плотность крепления, происходит установка и закрепление. Заготовка фиксируется при помощи патрона.

Следует учитывать, что детали, которые требуется обрабатывать имеют различные размеры и диаметры.

Некачественный патрон не будет держаться максимально крепко, в результате сильного механического движения он может слететь, с ним и заготовка. Патрон обеспечивает плавное передвижение крепления, при этом обрабатываемая деталь не будет смещаться относительно центра. В самом простом понимании слова патрон представляет собой механизм, который отвечает за вращение заготовки, делает ее обработку эффективной и ровной.

Предназначение

Внутри рассматриваемого типа детали находится кулачковый механизм. Эта важная составляющая позволяет центрировать и зажимать заготовку. Происходит это за счет сужения деталей кулачков, а потом зажатие их пинолем. Только после полного закрепления детали можно начинать работу токарного станка по дереву или по металлу. Если процедуру не выполнить, то заготовка может не только выпасть или повредиться, но и нанеси вред мастеру.

Следует внимательно проверить качество крепления детали в патроне. Сначала специалисты включают токарный станок на небольшую мощность, смотрят, хорошо ли вращается механизм. Если после нескольких кругов все в порядке, то продолжат работу на более высоких мощностях.

Классификация токарных патронов

Классификаций присутствует несколько видов: по числу кулачков, типу зажима, механизму фиксации, виду исполнения, классу точности.

По количеству кулачков в патроне

Кулачки отвечают за качество закрепления деталей. Они выполняются из качественного металла.

Двухкулачковые

Варианты закрепляют несимметричные детали, которые не подвергаются обработке. Но используются и для стандартизированных заготовок.

Трёхкулачковые

Оптимален для выработки шестигранных и округлых вариаций. Шунтирование происходит по трем бокам кулачков.

Четырёхкулачковые

4 х кулачковый патрон состоит из четверых узлов, которые функционируют независимо. Применяют для обработки прямоугольных и квадратных вариантов.

По типу зажима детали

Кулачки патронов разделяют на прямые и обратные. Практически не влияет на результативность. Подбирается в зависимости от типа входа патрона.

Прямые

Зажим происходит внешний. Кулачки располагаются сверху и хватаются за деталь.

Обратные

Происходит зажим изнутри, с внутренней стороны. Обрабатываемый предмет выбирается полый, так чтоб была возможность зацепиться.

По механизму фиксации заготовки

Механизм фиксации — важная характеристика, определяющая качество работы.

Клиновые

Происходит закрепление при помощи трех кулачков на прямой площадке. Применяются клиновые вариации для оборудования с цифровым управлением.

Цанговые

Стандартных зажимов не присутствует. Их роль выполняют втулки с клещами (до шести штук). Использоваться могут на стандартных механических станках.

Рычажные

Обработка детали происходит путем передвигания механизма рычагом. Довольно затратный процесс, длительный. Используется для работы с особыми, сложными по фактуре деталями.

Сверлильные

Крепится детали в результате давления ключа. По принципу действия напоминает работу сверла, только в обратную сторону.

Термопатроны

Неординарный вид, который практически не используется в станках, произведенных в России. Для крепления производится нагревание отверстия, для вынимания тоже.

Гидропатроны

Механизм такой же, что и предыдущий, но используется не температура, а гидросфера. Жидкостная среда дополнительно гасит вибрации.

Поводковые

Зажатие детали происходит специальным поводком. Удобно только для обработки небольших поверхностей.

Самозажимные

Подобные варианты практичны. Конструкция включает в себя зажимы, которые плотно фиксируются на заготовке самостоятельно.

По типу исполнения

В Российской Федерации разновидности патронов по исполнению регулируются ГОСТом 2675 — 80.

Цельный

Выполняют из куска стали с параметрами от 500 МПа. Наиболее распространенный вид.

Сборный

Из стали выполняется рейка, на нее крепится кулачок. Последний выполняется из металла.

Накладной

Составные вариации, состоят из цветного металла, нержавеющей стали, черных металлов. Применяется для работы с масштабными проектами.

Классы точности патрона

Точность устройства определяется в ГОСТе 1654 86. Всего присутствует четыре ступени.

Класс Н

Нормальные показатели, усредненные.

Класс П

Повышенный класс, используется для выделки твердых производственных деталей.

Класс В

Высокая точность — применяется для обработки мелких вариаций.

Класс А

Особо высокая точность. Сфера применения — мелкие и твердые заготовки.

По материалу изготовления

Чугунные вариации дешевы и не обладают достойным качеством. Сталь дороже и показывает срок службы в 3-5 раз больший.

Чугун

Используется марка от СЧ 30. Минимальное число оборотов. Профессионалы предпочитают не использовать такие вариации ввиду малой эффективности.

Сталь

Конструкция выполняется из материала с показателем от 500 МПА. Максимальное число оборотов и функционал.

Конструкция патрона: схема и описание

Токарный патрон состоит из более чем десяти деталей. Эффективность и срок службы определяется качеством сборки и материалом изготовления комплекта деталей.

Основной механизм, отвечающий за перемещение заготовки токарным станком. Он способствует креплению обрабатываемого предмета.

Пружина

Крепится к ключу. Отвечает за повороты последнего.

Втулка

Соединена с пружиной. Необходима для обеспечения свободного перемещения ключа по механизму.

Стопор

Соединен с втулкой и ключом. Является основной механизма, которая отвечает за безопасность. Стопор контролирует фиксацию заготовки и не дает ей отпасть.

Шестерня

Диск, при помощи которого происходит вращательное движение, приводится в действие шестерней.

Фланец

Является основанием токарного патрона. Соединяет механизмы между собой.

Диск спиральный

Соединяется с шестерней. Отвечает за получение вращения. Регулирует степень и скорость обработки.

Кулачок обратный

Механизм отвечает за крепление обрабатываемой детали изнутри.

Кулачок прямой

Прямая вариация необходима для закрепления предмета снаружи.

Корпус

Необходим для закрепления сторон. Обеспечивает защиту конструкции в общем узле оборудования.

Кулачки накладные

Способствуют налаживанию работы с заготовками нестандартной формы. Используется, когда требуется поместить вариант большого диаметра или меньшей, большей длины.

Самостоятельная сборка патрона по чертежам

Самостоятельная сборка не занимает много времени. Это достаточно простой процесс. Главное — понять механизм работы устройства. В крайнем случае можно заказать такое миниатюрное оборудование у профессионального токаря. Из имеющихся деталей он соберет любую вариацию. Стоят самодельные модели существенно дешевле заказанных на производстве.

Качество при этом может быть даже лучшее, чем у заводских.

Установка оправки

Оправа надевается первой. Установка детали дает возможность закрепить патрон.

Установка самого патрона на шпиндель

Происходит закрепление механизма. Нельзя пережимать или растачивать детали. На этапе происходит закрепление предварительно подготовленными подходящими по размеру болтами.

Закрепление

Проверив качество накрутки, производится окончательная сборка механизма. Болты прикручиваются при помощи ключа.

Закрепление заготовки

На самодельный патрон устанавливается инструментарий. Проводится после проверки сборки болтами.

Освобождение патрона

После вкручивания заготовки оправа больше не нужна. Ее аккуратно снимают.

Обязательно необходимо проверить работоспособность изготовленного самостоятельно механизма. Изделие помещается в токарный станок. Производится несколько плавных оборотов и проверяется четкость закрепления. Специалист оценивает уровень централизации, то двигаются ли предметы.

Самодельные патроны в обязательном порядке следует периодически обслуживать. Они полностью разбираются, внутри проводится чистка, а потом сушка на свежем воздухе. Смазывается обычным маслом. Если изделие собираются хранить, то делать это нужно по правилам. Загибают кулачки в центральную часть, дырка затыкается тряпкой плотно.

Такое хранение обеспечит целостность патрона, так как его нельзя будет повредить механически, пыль не будет оседать в отверстии конструкции оборудования. Перед применением старый патрон смазывается и работает до 10 минут на плавном медленном ходу.

Кулачки токарные

Кулачки токарные — оснастка для токарных патронов. Изготавливают из легированной стали. Все трущиеся и зажимные поверхности проходят цементацию, закалку и затем шлифуются.

кулачки токарные прямые и обратные

Токарные патроны обычно имеют два комплекта кулачков: прямые и обратные.

Прямые кулачки для токарных патронов предназначаются для крепления обрабатываемой детали за её внешнюю сторону. Т. е. применяются в тех случаях, когда заготовка зажимается с наружной стороны.

Обратные кулачки для токарных патронов являются полной противоположностью прямых и предназначаются для крепления деталей изнутри.

А так же, сами кулачки бывают цельные или сборные (накладные).

Сборные кулачки изготавливают из цветных металлов и стали без термообработки. Сырые кулачки, расточенные в соответствии с формой и размерами детали, обеспечивают высокую точность центрирования.

Размеры токарных кулачков:

Кулачки на патроны импортного производства:

Кулачки прямые

Кулачки на патроны отечественного производства:

Кулачки токарные — Чертёж Кулачки токарные обратные

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ для кулачков к токарным патронам D250:

— до 1987 года — размер H=9,5мм, S=10мм — не выпускаются
— с 1987 по 1992 — размер H=11,5мм, S=10мм — не выпускаются
— после 1992 года — размер H=11,5мм, S=9мм — выпускаются

Правила при замене кулачков

При замене одного комплекта кулачков другим необходимо вводить в паз корпуса сначала тот кулачок, на котором имеется цифра 1 (или одна точка, намеченная керном).

После того, как при вращении большой шестерни первый выступ этого кулачка войдет в спиральную канавку, можно вводить в следующий паз кулачок с цифрой 2, а затем (в последний паз) кулачок с цифрой 3.

При правильной сборке патрона все кулачки, доведенные вращением большой шестерни до центра, должны плотно касаться друг друга.

При неправильной сборке патрона коснутся только два кулачка, а третий не будет касаться остальных. В этом случае следует вывести все кулачки и ввести их снова в пазы корпуса патрона, как это было сказано выше.

СМОТРИТЕ ВИДЕО:

КАК ПРАВИЛЬНО ЗАМЕНИТЬ КУЛАЧКИ В ТОКАРНОМ ПАТРОНЕ

Обзор кулачков на токарные патроны

Любой токарный патрон имеет в своей конструкции несколько кулачков, представляющих собой специальные зажимы для удержания и центрирования обрабатываемой заготовки. Их может быть 2, 3, 4 или 6 штук в зависимости от конструкции и размеров патрона.

Виды и назначение

Кулачки к токарному патрону подразделяются на следующие типы:

• прямые, которые служат для фиксации обрабатываемой детали с наружной стороны;
• накладные, применяемые для закрепления заготовок любой длины, имеющих большой диаметральный размер;
• обратные кулачки для токарного патрона, служащие для фиксирования детали изнутри;
• сборные, состоящие из специальной рейки, к которой прикрепляется накладной кулачек.

Ко всем кулачкам предъявляются повышенные требования по прочности и износостойкости. Производятся они из легированных марок стали, чем объясняется достаточно высокая цена изделий. Все зажимающие поверхности и зубья кулачков в обязательном порядке проходят закалку и цементацию, после чего тщательно шлифуются.

Применяемые с целью вторичной фиксации заготовок больших диаметров, накладные кулачки, закрепляемые в обычных закаленных, изготавливаются из стали и цветных металлов без дополнительной термической обработки. Выточенные в полном соответствии с размерами и формой заготовки, такие кулачки служат для обеспечения повышенной точности при центрировании.

Высокие требования ГОСТ к изготовлению кулачков вполне объяснимы. Ведь любой токарный патрон при обработке детали служит для обеспечения надежной фиксации заготовки и оказывает возрастающее усилие на сжатие заготовки при повышении крутящего момента. При этом заготовка, каких бы она ни была размеров, сохраняет в процессе работы неизменное положение, не срывается, что обеспечивает высокую производительность и сводит риск поломки резцов к минимуму.

Цены и производители

Практически все токарные кулачки, которые можно купить в России, выпускаются на двух заводах:

• БелТАПАЗ – белорусское предприятие патронов и запасных частей к ним;

• Bison-Bial – польский завод, основной специализацией которого является выпуск режущего оборудования.

AlfFisher. Моя работа

Этот блог дополняет мою страницу на Ютуб.

Страницы

Популярные сообщения

пятница, 25 августа 2017 г.

Самодельный токарный патрон. Дополнения.

Продолжаю тему токарного патрона, начатую в этих статьях:

То, что ясно и понятно мне, как автору разработки,
не всегда может быть понятно моим читателям.

Да оно и не удивительно. Ведь я, продумывая конструкцию, перебираю разные варианты и ищу наиболее оптимальный.

Но очень много моментов остаются «за кадром».

Так вышло и в этот раз.

По приглашению своего Ютуб-коллеги Анатолия Ивановича я пришел в тему о самодельных патронах на Чипмейкере.

Опубликовав ссылки на свои статьи, я сразу получил несколько вопросов:

» — Не понятно, как работает этот патрон на розжим.Он сможет работать на розжим если резьба будет нарезана в кулачках, а вращаться будут шпильки (болты) и перемещать кулачки. Или в кулачек должна вставляться втулка с внутренней резьбой (для перемещения по шпильке). С двух сторон кулачка втулку ограничить гайками».

На Чипмейкере я уже ответил, но подобные вопросы могут возникнуть и здесь, поэтому я решил написать это дополнение.

Итак, вопрос первый — о возможности фиксации детали с отверстием, обратным ходом кулачков (на разжим).

На данных картинках показан один и тот же (конструктивно) патрон, только с разным количеством кулачков.
Показанные схемы работают «на сжатие» поэтому у каждого кулачка гайка находится снаружи.

Но в первой статье я не рассказал подробно, как эти патроны работают «на разжим»

1. Кулачок (два разных типа).
2. Винт (шуруп) крепления верхней направляющей.
3. Кронштейн ходового винта.
4. Ходовой винт (шпилька)

Чтобы зажать деталь с отверстием (на разжим) необходимо установить другие кулачки и гайки.

Исполнение обратных кулачков отличается от кулачков, работающих на сжатие.
Эти кулачки имеют внешний (выпуклый радиус) на зажимной поверхности.

Внутренние отверстия в обратных кулачках имеют больший диаметр, а гайка имеет фланец, которым она давит на внутреннюю поверхность кулачка, двигая его наружу.

Форма гайки может быть шестигранной, в этом случае кулачки перемещаются при помощи накидного или трубчатого торцевого ключа.

Изготовление такой гайки потребует фрезерования шестигранника,
но можно сделать и более простую простую гайку, для которой не понадобится фрезерный станок и делительная головка — Рис. 4

Конечно для такой гайки потребуется специальный ключ, и его можно сделать из подходящей трубки при помощи напильника или УШМ.

Кроме того подобная гайка может быть короткой (в габаритах кулачка) что позволит шире развести обратные кулачки, без выхода гайки за габариты патрона.