Установка кулачков 3 х кулачкового патрона

Назначение, устройство, особенности конструкции 3-х кулачкового токарного патрона 160

Самым удобным для быстрой установки круглых заготовок на токарном оборудовании, является патрон с 3 кулачками, расположенными под 120 град. Он самостоятельно центрирует деталь, надежно удерживает ее во время обработки. На малых и средних станках используют узлы с диаметром корпуса 160 мм.

Что это за узел, для чего он нужен?

Токарный патрон — это устройство, предназначенное для установки заготовки на токарных, специальных, универсальных станках. Сам патрон жестко соединяется со шпинделем и передает детали крутящий момент.

Для изготовления поверхностей правильной круглой формы, деталь должна быть выставлена точно в оси вращения шпинделя и не иметь биения. Удобнее всего крепить круглые заготовки, шестигранники, в самоцентрирующийся патрон. Наилучшим вариантом такого патрона является трехкулачковый. Сжимаемая с трех сторон, заготовка сама принимает нужное положение.

В массовом и мелкосерийном производстве при изготовлении мелких и средних деталей типа вал, используют патрон с диаметром корпуса 160 мм. Установленная внутри спираль Архимеда преобразует слабое мускульное усилие при закручивании ключом шестерни, в большую силу, прижимающую кулачки к детали. В результате вручную заготовка прочно крепится в патроне и выдерживает нагрузки при обработке.

Какие есть варианты исполнения?

Трехкулачковые патроны диаметром 160 мм изготавливаются разными фирмами. Их эксплуатационные качества и технические характеристики отличаются незначительно. При выборе узла следует обращать внимание, для какого конуса шпинделя создана модель.

Токарный патрон на 160 мм выпускается в двух исполнениях кулачков:

Цельные кулачки изготавливаются из монолитного куска металла. Сборные имеют сменные прокладки на губках. Они плотно прилегают к поверхности детали, прочно удерживая ее. Используются при работе с заготовками из мягких цветных сплавов и твердых гладких стальных закаленных валах.

Кулачки пронумерованы цифрами: 1,2,3. Их установка на станок происходит в следующем порядке.

1. Положить на переднюю бабку кулачки по порядку, согласно маркировке.
2. Выкрутить спираль до упора шестерни.
3. Определить, какой паз первый на пути начала витка спирали Архимеда. Поставить в эти направляющие кулачок под номером 1 и провернуть спираль на 120 град.
4. Аналогично закрепить 2 и 3 кулачки, затем свести их к центру на нужный размер – диаметр заготовки.

Если нарушить порядок установки, то один кулачок вылезет вперед, второй отстанет и самоцентрирование будет нарушено.

По способу крепления к шпинделю выпускают три типа патронов на 160 мм.

1. Посадка на планшайбу осуществляется центрирующим цилиндрическим пояском размером Ø130 H.
2. Крепление по ГОСТ 12593-72, посадка на конус и фланцевые концы шпинделя болтами, расположенными с обратной стороны патрона.
3. По ГОСТ 12595-85 патрон также крепится на конус и торцовый фланец, но головки болтов расположены в передней части между кулачками и проходят сквозь патрон.

Отличить способ крепления патрона можно по маркировке, без осмотра узла:

• 7100-0005П с посадкой на планшайбу;
• 7100-0029П – конус №5;
• 7100-0027П – 4 конус.

В зависимости от варианта крепления к шпинделю некоторые размеры узла отличаются. Патрон самоцентрирующийся трехкулачковый, закрепляющийся на фланец шпинделя цилиндрическим пояском, состоит из следующих деталей:

• корпус;
• кулачки;
• диск спиральный;
• винт стопорный;
• кольцо стопорное;
• крышка;
• шестерня;
• пружина.

И ключ для закручивания спирали. Кулачков 2 комплекта: прямые в патроне, обратные в комплекте. Модели, устанавливаемые на конус, отличаются несколькими деталями. Втулка имеет форму кольца с выборкой для стопора. В комплект входят болты для крепления патрона к шпинделю, с обратной стороны.

Технические характеристики

Токарный 160 патрон трехкулачковый имеет следующие характеристики:

• наружный диаметр корпуса 160 мм;
• количество кулачков – 3;
• биение наружного диаметра корпуса патрона допускается до 0,02 мм;
• максимальное торцевое биение (контрольных колец) – 0,03 мм;
• максимальное число оборотов 2200 об/мин;
• точность обработки закрепленной детали класса П.

Эти данные не зависят от типа кулачков и варианта крепления к шпинделю.

Материал корпуса

Корпус патрона изготавливается из высокопрочного чугуна марки СЧ30 и выше. Материал должен иметь технические характеристики:

• высокая прочность;
• износостойкость;
• устойчивость к ударам и динамическим нагрузкам;
• высокий коэффициент сопротивления деформации на изгиб и растяжение;
• сопротивление стиранию.

Для изготовления корпуса патрона по данным характеристикам оптимально подходит серый чугун марки СЧ30 и СЧ35, изготовленный в соответствии с ГОСТ 1412-85. Материал хорошо поддается механической обработке резанием, выполнять резьбы с высокой точностью.

Диаметр цилиндрического центрирующего пояска

Центрирующий поясок патрона должен плотно садиться на фланец шпинделя. Любое послабление увеличивает размер биения детали при обработке и уменьшает точность изготовления.

Посадочный размер пояска – внутренний диаметр, изготавливается Ø130H7–130 мм + (0-0,04 мм). Соответственно фланец выполняется по посадке 130f8 с минусовыми припусками. Патрон плотно садится на фланец без использования запрессовки и нагрева.

Диаметр расположения крепежных отверстий

Расстояние центра крепежного отверстия до оси патрона зависит от способа крепления его на шпинделе:

• крепление на планшайбу – отверстия расположены по диаметру 142 мм;
• для конуса №4 они вкручиваются по диаметру 85 мм;
• при варианте крепления с 5 конусом болты расположены дальше от центра – D104,8 мм.

Отверстия располагаются точно по центру между кулачками, на лицевой стороне, на продолжении оси противоположного паза под кулачки, при креплении на конус и торец фланца. В остальных случаях с обратной стороны.

Количество и размер крепежных отверстий

На токарном патроне диаметром 160 мм с обратной стороны для крепления к шпинделю располагается 4 отверстия с резьбой М8. При посадке на конус и крепления к фланцу шпинделя через весь патрон проходит 3 болта.

Диаметр отверстия в корпусе

Отверстие в патроне и шпинделе позволяет изготавливать детали, используя в качестве заготовки прокат, а не резаный пруток. Это значительно упрощает процесс обработки изделий средними и крупными партиями.

Диаметр отверстия в корпусе патрона зависит от варианта установки его на шпиндель. При креплении на торец фланца, отверстие больше и составляет 45 мм. В узлах, которые устанавливаются с помощью конуса, отверстие 40 мм.

Высота корпуса в сборе

Высота в сборе состоит из двух значений:

• высота самого корпуса 60 мм;
• размер выступающей части кулачков – 30,5 мм.

Фактический размер высоты собранного патрона по крайним точкам составляет 90,5 мм.

Максимальная частота вращения

Любой узел имеет предельные значения для его использования. У токарного патрона 160 мм, частота вращений ограничена значением 2200 об/мин. При движении с большей скоростью снижается надежность крепления детали, сцепление кулачков с поверхностью заготовки. При возрастании центробежной силы выше допустимой нормы, увеличивается биение, деталь может вырвать.

Масса 3-х кулачкового патрона

Масса узла зависит от типа его крепления – конструкции. У патрона с посадкой на фланец вес составляет 8,6–8,8 кг. Модели, крепящиеся на конус тяжелее, их стандартный вес в комплекте 13,4 кг.

Цена в полной комплектации

Полная комплектация узла состоит:

• патрон в сборе;
• прямые кулачки;
• набор обратных кулачков;
• ключ для закручивания спирали;
• паспорт.

Некоторые поставщики добавляют в качестве бонуса за покупку, тюбик смазки ВНИИ НП-232, применяемой для спирали диска. Она улучшает скольжение кулачков, продлевает срок службы сопрягаемых деталей.

Прямые кулачки обычно установлены в патрон, обратные упакованы вместе с ключом. Список деталей и узлов, входящих в комплект, вместе с полной маркировкой модели, имеются на упаковке – картонной коробке. Данные дублируются в техническом паспорте на изделие, находящемся внутри. Документация от зарубежных производителей имеет тексты на нескольких языках, включая русский.

Стоимость патрона зависит от производителя: Китай, Россия, Польша и другие европейские фирмы. Второй параметр, влияющий на цену – это регион и продавец. Приобрести новый патрон с Поднебесной можно минимум за 10000–11000 руб. в интернет-магазине. С гарантией качества и всеми документами продавцы предлагают качественные узлы за 15120-18600 руб.

Токарный патрон – узел, без которого работать на станке невозможно. Именно в нем закрепляется деталь вращается вместе со шпинделем. Качественный узел гарантирует высокую точность размеров и чистоту обработки. При правильной эксплуатации, патрон может прослужить дольше, чем само оборудование.

источник

Кулачковые токарные патроны

Кулачковые патроны предназначены для зажима заготовок цилиндрической, прямоугольной и фасонных форм. Закрепляются на шпинделе с помощью фланцев или напрямую.

По количеству кулачков бывают:

• двухкулачковыми;
• трехкулачковыми;
• четырехкулачковыми.

Устанавливаются на различные типы токарных станков: токарно-винторезные, револьверные, карусельные и т.п., а также делительные головки и другие приспособления.

Двухкулачковые патроны

2-х кулачковые токарные патроны применяются для крепления сложных несимметричных и фасонных заготовок (нецилиндрических), т.е. в таких случаях, когда установка в трехкулачковом требует много больше времени или вообще не возможна. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые приспособления способны закреплять в сменных губках необработанные поверхности.

Корпус изготавливается из стали 45, чугуна, кулачки из цементируемых сталей, например, 20Х, ходовой винт – легированной стали. Подвижные части — термообрабатываются.

Двухкулачковые патроны производятся двух типов:

• ручные – зажим детали осуществляется поворотом спец. ключа, вставляемого в гнездо, в результате чего, кулачки смещаются и центрируют деталь относительно оси шпинделя;
• механизированный – с пневматическим приводом – агрегат имеет пневмоцилиндр с поршнем, который перемещает ползуны, осуществляющих разжим и зажим заготовок.

Диаметры изготавливаемых приспособлений стандартизированы: 150, 200, 250, 300, 375 мм. 2-х кулачковые токарные агрегаты с пневмоприводом изготавливают диаметрами 160, 250, 320, 400 мм с ходом кулачков 5 – 10 мм.

Основным недостатком является смещение центра заготовки из-за перекоса кулачков в направляющих по причине зазора. Поэтому крайне важно минимизировать зазор между кулачками и направляющими.

Трехкулачковые патроны

Самыми распространенными патронами являются трехкулачковые. Они устанавливаются на все токарное оборудование: в домашних мастерских, гаражах, ремонтных цехах, мелко- и крупносерийных производствах.

Самыми часто встречающимися являются 3 типа самоцентрирующихся патронов:

Трухкулачковые патроны оснащаются тяговым (зажимные элементы связаны с гидро- или пневмоприводом) или встроенным приводом. На зажим заготовки во время работы тратится до тридцати процентов вспомогательного времени, поэтому приспособления механизируют и сокращают время на установку изделия. Самое широкое распространение в крупносерийном и массовом производствах получили механизированные кулачковые патроны с пневмоприводом. Гидропривод используют редко и применяют в ситуациях, когда необходимо сохранить малые габариты конструкции. Основное преимущество механизированных агрегатов – быстродействие и постоянное зажимное усилие на кулачках.

Подробное видео по зажимным токарным агрегатам

Спиральные патроны

3-х кулачковые спиральные патроны уже существуют более 100 лет и благодаря простой конструкции и надежности до сих пор ими оснащают новое оборудование. Обеспечивают большой диапазон хода кулачков и обладают высоким КПД, имеется возможность осуществлять зажим эксцентриковых и некруглых заготовок. Недостатками являются быстрая потеря точности и ускоренный износ. Потеря начальной точности происходит в следствии технологических особенностей: улитка только улучшается и имеет невысокую твердость, следовательно, быстро истирается – происходит быстрый износ центрирующего механизма. Ускоренный износ происходит из-за попадания стружки и грязи в клиновидные зазоры между зубьями кулачков.

Используются в единичном и мелкосерийном производстве. Оснащаются прямыми и обратными кулачками.

Реечные патроны

3-х кулачковые реечные патроны свое название получили из-за принципа работы: зубчатый венец перемещает рейки, которые одновременно перемещает кулачки. Более долговечны чем спиральные, т.к. имеется возможность закалки и шлифовки зубцов. Корпус изготавливается из литой или кованой стали, остальные движущиеся части – легированной, с последующей закалкой. Являются универсальными и применяются в единичном или мелкосерийном производствах.

• более сильный зажим;
• большая точность;

• КПД ниже, чем у спиральных;
• возможность зажима только из одного положения;
• сложная конструкция.

Эксцентриковые патроны

3-х кулачковые эксцентриковые патроны применяются в крупносерийном производстве. Все детали агрегата изготавливаются из износостойких сталей, а затем проходят закалку и шлифовку. Обладают высокой точностью и силой зажима. Переналаживаются на зажим другой детали сравнительно просто – перестановкой насадных кулачков.

Четырехкулачковые патроны

4-х кулачковые патроны применяются для зажима заготовок некруглой и несимметричной формы. Кулачки четырехкулачкового патрона регулируются независимо и для обработки поверхности детали необходимо установить таким образом, чтобы ее ось совпала с осью шпинделя. Самоцентрирующие встречаются не часто. Приспособления являются универсальными и применяются в единичном и мелкосерийном производстве в ремонтных и инструментальных цехах.

Каждый кулачок перемещается в радиальном направлении отдельно за счет вращения винтов.

Чтобы определить возможность обработки в 4-х кулачковом патроне необходимо рассчитать отношение длины заготовки и ее диаметра. Если полученный результат будет более 4 единиц, то возможность обработки отсутствует.

На токарных станках крепятся через промежуточный фланец или непосредственно на фланцевых концах шпинделя.

ГОСТы на кулачковые патроны

Скачать ГОСТ 14903-69 «Патроны самоцентрирующие двухкулачковые»

Скачать ГОСТ 24351-80 «Патроны самоцентрирующие трех- и двухкулачковые клиновые и рычажно-клиновые»

Скачать ГОСТ 2675-80 «Патроны самоцентрирующие трехкулачковые»

Скачать ГОСТ 3890-82 «Патроны четырехкулачковые с независимым перемещением кулачков»

источник

Патрон токарный самоцентрирующий трехкулачковый. Паспорт

Назначение.

Патрон токарный самоцетрирующий трехкулачковый относится к классу спирально-реечных самоцентрирующих трехкулачковых патронов с цилиндрическим пояском и креплением на токарном станке через промежуточный фланец. Самоцентрирующие спирально-реечные токарные патроны предназначены для установки на универсальные токарные, револьверные, внутришлифовальные станки.

Применяются в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства.В трехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы или круглые прутки большого диаметра. В отличие от токарных патронов клинореечного типа, не требуют времени на переналадку в том случае, когда требуется установка на другой диаметр зажима.

Технические характеристики.

Корпус патрона выполнен из высококачественного специального чугуна

Рис.1 — Общий вид и основные размеры трехкулачкового токарного патрона.

Технические характеристики токарного патрона приведены в таблице 1

Таблица 1

С помощью токарного патрона, используя прямые и обратные кулачки, можно зафиксировать заготовки следующего диапазона размеров

Кулачок прямой предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность для вала или за внутреннюю поверхность отверстия в заготовке. Кулачок обратный предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность.

Точностные характеристики токарного патрона

Рис.2.1 — Токарный патрон на холостом ходу

патрон обеспечивает следующие точностные характеристики: Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Закрепляя заготовку в патроне можно добиться следующих характеристик:

Рис. 2.2 — Токарный патрон с креплением за внешнюю поверхность заготовки с прямыми кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 5 до 118мм;

Радиальное биение a на длине 80 мм – 0,040мм.

Рис. 2.3 — Токарный патрон с креплением заготовки за внешнюю поверхность с обратными кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 77 до 188мм и от 160 до 250мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Рис. 2.4 — Токарный патрон с креплением заготовки за внутреннюю поверхность с прямыми кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 62 до 174мм и от 145 до 256мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Устройство и принцип работы.

3.1. Конструкция спирально-реечного токарного патрона представлена на рис.3.

Рис.3 — Конструкция спирально-реечного токарного патрона.

Кулачки 1, 2 и 3 патрона перемещаются одновременно с помощью диска 4. На одной стороне этого диска выполнены пазы (имеющие форму архимедовой спирали), в которых расположены нижние выступы кулачков, а на другой — нарезано коническое зубчатое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. При повороте ключом одного из колес 5 диск 4 (благодаря зубчатому зацеплению) также поворачивается и посредством спирали перемещает одновременно и равномерно все три кулачка по пазам корпуса 6 патрона. В зависимости от направления вращения диска кулачки приближаются к центру патрона или удаляются от него, зажимая или освобождая деталь. Кулачки изготовляют трехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают.

Порядок работы и техническое обслуживание.

4.1. Патрон токарный расконсервировать, ознакомиться с паспортом на изделие.

4.2. Закрепить патрон на станок, затянув все болты и проверив надежность крепления.

4.3. Запустить станок, установить малые обороты и проверить с помощью вспомогательного измерительного инструмента значения радиального и торцевого биений патрона на холостом ходу.

4.4. После проверки правильности крепления можно перейти к работе на станке.

Комплектность.

• патрон токарный в сборе с прямыми кулачками;
• комплект обратных кулачков
• комплект крепежных элементов (болты М12)
• ключ шестигранный S10
• ключ четырехгранный ⅔′′
• паспорт

Требования безопасности.

6.1. Крепление патрона токарного должно быть надежным, исключающим самопроизвольное ослабление в процессе работы.

6.2. Запрещается применять ударную нагрузку при закреплении заготовки.

Сведения о консервации.

7.1. Патрон токарный подвергнут консервации в соответствии с требованиями ГОСТ 9014-76. Наименование и марка консерванта – масло консервационное К-17.

6.2. Срок хранения патрона токарного без переконсервации – 2 года, при условии хранения в условиях по ГОСТ 15150-69.

Правила хранения.

Условия эксплуатации токарного патрона трехкулачкового — ГОСТ 15150-69 в закрытом помещении при отсутствии паров агрессивных веществ, вызывающих коррозию патрона.

Гарантийные обязательства.

Гарантийный срок эксплуатации изделия – 1 год, со дня продажи (получения покупателем) патрона трехкулачкового, при условии соблюдения потребителем правил хранения и эксплуатации изделия.

Скачать технический паспорт бесплатно можно по ссылке ниже.

источник