шпиндель
защитный экран
фартук
задняя бабка
станина
Текст, который появляется, когда наводишь на "шпиндель"
Текст, который появляется, когда наводишь на "защитный экран"
Текст, который появляется, когда наводишь на "фартук"
Текст, который появляется, когда наводишь на "задняя бабка"
Текст, который появляется, когда наводишь на "станина"

Для сокращения времени на установку заготовки на станке, а также повышения точности и надежности ее крепления широко применяют механизированный привод к токарным патронам. Механизированные зажимные устройства обеспечивают постоянство сил зажима для всех деталей партии и облегчают труд рабочего при креплении заготовок на станке. Особенно важно быстро, точно и надежно закреплять заготовки на станках с ЧПУ и станках, работающих в составе ГПС.

В механизированных патронах сила зажима создается пневматическим или гидравлическим цилиндром, размещенным на заднем конце шпинделя. Цилиндр через центральное отверстие шпинделя соединен тягой с механизмом патрона, осуществляющим перемещение кулачков, которые зажимают установленную в патрон заготовку. Сжатый воздух (или жидкость) поступает во вращающийся во время обработки цилиндр с помощью специального устройства — муфты. Как правило, перемещение кулачков от механизированного привода составляет не более 5—10 мм, поэтому конструкция патрона должна позволять быстро переналадить его при переходе от обработки одной партии заготовок к другой. Наибольшее распространение получили рычажные, клиновые и мембранные патроны.

Рычажный патрон

Патрон может быть использован в мелкосерийном производстве, так как его переналадка проста и обеспечивает крепление в патроне заготовок в широком диапазоне диаметров. В корпусе патрона на центрирующей поверхности размещен диск, с одной стороны которого на торце имеется резьба по архимедовой спирали, а с другой стороны нарезан конический зубчатый венец.

С помощью резьбы три основных кулачка могут перемещаться радиально в пазах корпуса. Ключом, вставленным в гнездо любой из трех конических шестерен, как в универсальном трехкулачковом патроне, можно одновременно перемещать в радиальном направлении три кулачка. Ползуны, также размещенные в корпусе, связаны с кулачками сухарями, которые своей задней цилиндрической поверхностью входят в гнездо кулачков, а передней — в паз ползунов. Стержни, на которых сухари сидят по скользящей посадке, не позволяют сухарям поворачиваться, поэтому вместе с кулачками перемещаются и ползуны с закрепленными на них зажимными кулачками.

Крепление заготовки осуществляется от гидропривода, перемещающего тягу с муфтой. Стержни с сухарями, образующие двуплечий рычаг, поворачиваются вокруг центра цилиндрической части сухаря, перемещают ползуны с кулачками к центру и зажимают заготовку.

Переналадка патрона данной конструкции проста и сводится к перемещению одновременно всех кулачков в нужное радиальное положение с помощью ключа. На эту операцию затрачивается не больше времени, чем на крепление заготовки в обычном трехкулачковом патроне с немеханизированным приводом. Сила зажима заготовки зависит от положения сухарей на стержнях заготовки. При креплении заготовок большого диаметра она максимальна (до 120 кН). Из-за подвижных элементов, соединяющих ползуны с основными кулачками, погрешность центрирования заготовки большая, поэтому патрон используется на черновых операциях.

Клиновые патроны

Токарные патроны с механизированным приводом

Эксплуатация в промышленности токарных патронов различных типов показала, что клиновые патроны обеспечивают более высокую точность центрирования заготовки, чем рычажные. Принцип действия клиновых патронов основан на одновременном перемещении кулачков патрона с помощью осевого движения вперед втулки, которая имеет три клиновых паза, сопрягающихся с клиновыми пазами на внутренних концах кулачков. Большая поверхность контакта прямолинейных клиновых пазов кулачка с пазами втулки обеспечивает высокую точность движения кулачков и ее сохранение при эксплуатации.

Для станков с ЧПУ, на которых обрабатываются небольшие партии деталей, важна возможность быстрой переналадки патрона. Кулачки  перемещаются с помощью втулки. Быстрая переналадка каждого из кулачков на требуемый размер производится при повороте винта на 90° с помощью ключа. На части окружности винта резьба срезана, поэтому кулачок расцепляется с винтом и может быть легко заменен или передвинут в пазах корпуса в радиальном направлении на необходимую величину.

При обратном повороте винта его резьба входит в зацепление с полугайкой, образованной резьбовой поверхностью кулачка, и фиксирует его в новом положении относительно основного кулачка. В рабочем положении винт удерживается шариковым фиксатором. Для отсчета положения кулачка на торце корпуса патрона нанесены кольцевые риски. Переналадка всех трех кулачков на другой диаметр закрепляемой заготовки занимает не более 2 мин.

Закрепление заготовки осуществляется с помощью гидравлического или пневматического привода, размещенного на заднем конце полого шпинделя и связанного штоком с патроном. При осевом движении клина три основных кулачка 4 и связанные с ними кулачки перемещаются в радиальном направлении и зажимают заготовку.

Применение для изготовления основных деталей высококачественных сталей с термообработкой до твердости HRC, 60 повышает надежность, точность и долговечность патрона. В патроне типа ПБК-315 диаметром 315 мм можно закреплять заготовки диаметром от 12 до 310 мм при ходе кулачков (от механизированного привода) 6 мм и максимальной тяговой силе на штоке 50000 Н.

Для станков с ЧПУ и ГПС разработаны конструкции патронов с автоматически переналаживаемыми на необходимый диаметр заготовки кулачками. В одной из таких конструкций патрона зубчатые клиновые рейки, перемещающие кулачки, имеют участок без зубьев, который дает возможность кулачкам выйти из зацепления с рейками.

Для переналадки патрона сначала программируется такая частота вращения шпинделя, чтобы под действием центробежных сил расцепленные с рейками кулачки разошлись до наибольшего диаметра. Затем частота вращения шпинделя снижается до минимальной и ролик, перемещающийся по программе, воздействует на внешние концы кулачков и сближает их до необходимого положения, после чего клиновые рейки перемещаются в исходное положение, входя в зацепление с кулачками.

Мембранные патроны

Токарные патроны с механизированным приводом

Еще более высокую точность центрирования заготовок обеспечивает мембранный патрон. Упругая мембрана крепится к фланцу патрона болтами. Мембрана имеет от трех до восьми кулачков со сменными губками 4. В некоторых конструкциях мембранных патронов кулачки крепятся к мембране болтами.

Для установки заготовки в патрон пневмопривод через шток давит на мембрану и прогибает ее, в результате чего губки 4 патрона расходятся на 0,1—0,15 мм. Заготовка устанавливается в разжатые губки до упора торцом в штифты 6, после чего пневмопривод отключается, мембрана стремится возвратиться в исходное состояние и губками зажимает заготовку.

Заготовка удерживается во время обработки силами упругости мембраны, выполненной из стали 65Г или У7А и закаленной до твердости HRC, 45—50. Большое число кулачков способствует центрированию заготовки с точностью 0,05 мм и выше. Из-за небольших сил крепления заготовки мембранные патроны используют на чистовых операциях при небольших сечениях снимаемой стружки.

При установке заготовок в мембранные патроны пневмопривод используется лишь для разведения кулачков, и поэтому работа с таким патроном безопасна. В случае внезапного падения давления в сети сжатого воздуха во время обработки заготовка продолжает надежно удерживаться в патроне упругими силами мембраны.

Цанги

При точении деталей из прутка или из штучных заготовок небольшого диаметра с точной (12-й квалитет точности и выше) наружной цилиндрической поверхностью для крепления заготовок широко применяют цанговые устройства.

Цанга представляет собой разрезную закаленную втулку из пружинящей стали с конической наружной поверхностью, сопрягающейся с внутренним конусом корпуса. Для крепления заготовки тяга перемещает цангу влево, коническая поверхность корпуса заставляет сжиматься лепестки цанги, которые и закрепляют заготовку. Точность центрирования заготовки в цанговом патроне зависит как от точности изготовления деталей патрона, так и от точности самой заготовки и составляет 0,05—0,1 мм.

 

 

Похожие статьи:

Оставить комментарий