Установка токарного патрона на станок

Для установки деталей типа втулок, фланцев, стаканов, коротких валиков применяются самоцентрирующие трехкулачковые патроны.

Патроны для станков с ЧПУ токарной группы должны обеспечивать:

  • 1) сокращение времени, затрачиваемого на смену заготовок, на переналадку или замену кулачков, на смену патронов, а также на переналадку станка с патронных на центровые работы;
  • 2) соосность оси заготовки относительно оси шпинделя станка в процессе обработки, что предъявляет к патронам требование стабильной точности центрирования заготовок, а также жесткости узлов патронов;
  • 3) силу зажима, гарантирующую в процессе обработки неизменное положение заготовки, достигнутое при базировании, т. е. препятствовать повороту и смещению заготовки под действием моментов и сил резания;
  • 4) снижение или даже исключение влияния центробежных сил на силу зажима заготовок кулачками;
  • 5) достаточный размер центрального отверстия для возможности обработки в патроне как штучных, так и прутковых заготовок.

Растачивание незакаленных кулачков после их установки в патроне на станках с ЧГТУ может быть выполнено автоматически по программе. Для исключения растачивания кулачков применяют накладные кулачки, точно фиксируемые в основных кулачках в пазах тина «ласточкин хвост». Кулачки растачиваются на требуемый диаметр в приспособлении вне станка.

На рис. 6.2, а показан патрон фирмы Forkardt мод. KLNC с установкой комплекта незакаленных кулачков 1 (рис. 6.2, б), заранее расточенных на требуемый диаметр. Сменные кулачки фиксируются отверстиями но штырям 2 основных кулачков 3 и закрепляются планками 4 посредством двух винтов 5. Стабильность позиционирования кулачков 0,02 мм.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.2. Токарный патрон фирмы Forkardt с быстросменными кулачками [4]

Современные станки с ЧПУ имеют высокие частоты вращения шпинделя. С увеличением частоты вращения увеличивается действие на их кулачки центробежных сил, снижающих силы зажима заготовки. Динамическая сила зажима заготовки определяется по формуле

Установка токарного патрона на станок

где QCJ — статическая сила зажима заготовки; Fc — центробежная сила, Н; знак минус относится к заготовке, сжимаемой по наружной поверхности, знак плюс — по внутренней.

Установка токарного патрона на станок

где т — масса кулачков, кг; R — радиус от оси вращения патрона до центра тяжести кулачка, м; со — угловая скорость, рад/с; G — вес кулачков, Н; g — уско- — ‘ , 2 -1 рение свободного падения, м/с ; п — частота вращения шпинделя, с , или

Установка токарного патрона на станок

Установка токарного патрона на станок

где 1,2 — коэффициент, учитывающий влияние радиальной и осевой составляющих силы резания; К — коэффициент надежности = 2,0. 2,5); Рг — главная составляющая силы резания; d — диаметр обрабатываемой поверхности; d — диаметр заготовки в месте зажима ее кулачками; /- коэффициент трения.

Уменьшение влияния центробежных сил на силу зажима достигается снижением массы кулачков. Центробежную силу компенсируют встраиванием в корпус патронов противовесов, соединенных рычагом с кулачками.

Патрон токарный самоцентрирующий клиновой мод. ПКВ-250Ф8.95 конструкции ЭНИМСа (рис. 6.3) предназначен для закрепления заготовок на токарных станках при больших частотах вращения шпинделя. Наличие грузов- компенсаторов 1, соединенных рычагом 3 с основными кулачками 4, обеспечивает компенсацию центробежных сил.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.3. Патрон токарный высокооборотный

В клинореечных патронах противовесы могут быть выполнены в виде подпружиненных рычагов 1 (рис. 6.4). Под действием центробежных сил рычаг поворачивается относительно точки А, компенсируя центробежную силу, действующую на кулачки 3 и 4.

Для установки в патронах как цилиндрических заготовок, так и заготовок другой формы применяют четырехкулачковые патроны, используемые как двух- и трехкулачковые. Переналадка таких патронов с двухкулачковых на трехкулачковые и наоборот занимает всего несколько минут.

На рис. 6.5 показан универсальный патрон 1 конструкции Уралмаша. Патрон может быть использован как трехкулачковый самоцентрирующий и как двухкулачковый. Переналадка патрона осуществляется без снятия патрона со станка. В патроне с двухкулачковой наладкой на верхнем кулачке установлен сменный кулачок 2 с прижимом 3, а на нижнем кулачке патрона — сменный кулачок 6. Кулачки 5 не используются. В пазу патрона установлен регулируемый упор 4.

Читайте также:  Патрон токарный 4 х кулачковый самоцентрирующийся

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.4. Компенсация центробежных сил в клинореечном патроне [4]

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.5. Универсальный патрон двух- и трехкулачковый

На рис. 6.6 показан патрон с быстрой переналадкой положения кулачков. Кулачки 9 патрона зацепляются со спиральным диском 8, в котором выполнен зубчатый венец 7 внутреннего зацепления, являющийся наружным колесом планетарной передачи. Центральная шестерня 10 передачи установлена на шлицевой втулке 12, шлицы которой контактируют с пальцами ползуна 11. Винтовые шлицевые пазы ползуна взаимодействуют с пальцами кольца 3, закрепленного на корпусе патрона. На водиле 5 планетарной передачи установлены сателлиты 6 и колесо самотормозяшейся червячной передачи. Выступы на торцах червяка 4 входят в отверстия втулок 13. Для переналадки кулачков на требуемый диаметр ключом вращают втулку 13, которая посредством червяка 4 и колеса 1 поворачивает водило 5. При этом сателлиты, обкатываясь по неподвижной шестерне 10, вращают спиральный диск, перемещая радиально кулачки на требуемый диаметр. Закрепление заготовки осуществляется механизированным приводом, закрепленным на заднем конце шпинделя станка. Привод перемещает тягу 2 и ползун 11 влево. При этом пальцы кольца 3, входящие и винтовые пазы ползуна, поворачивают последний, в результате чего центральная шестерня 10 вращает сателлиты, поворачивая зубчатое колесо 7 и спиральный диск 8, переметающий кулачки, закрепляющие заготовку. При этом вследствие самоторможения червяка водило остается неподвижным.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.6. Трехкулачковый патрон с быстрой переналадкой кулачков на размер [4]

Для автоматического поджима торца заготовки в кулачке 1 патрона (рис. 6.7) установлен подпружиненный плунжер 2. При установке заготовка 3

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.7. Патрон с автоматическим поджимом заготовки к торцу патрона

сначала захватывается плунжерами 2. При закреплении кулачки 1 перемещаются к центру патрона. Плунжеры, сжимая пружины, перемещаются вместе с заготовкой к горцу А. После полного сжатия пружин кулачки 1 закрепляют заготовку по наружной цилиндрической поверхности. При этом торец заготовки плотно прижимается к торцу А кулачка, обеспечивая точность линейных размеров обрабатываемой детали.

Патрон самоцентрирующий клинорычажный с автоматическим базированием заготовок по торцу мод. 3LVP фирмы Forkardt (рис. 6.8, а) предназначен для центрирования и закрепления заготовок деталей типа дисков на токарных станках с ЧПУ. В корпусе 5 патрона на осях 4 установлены рычаги 3, шарнирные опоры 2 которых пружинами 1 прижимаются к клиновым скосам втулки 6. Шток поршня гидроцилиндра, закрепленного на заднем конце шпинделя станка, через тягу и винт 7 соединен с втулкой 6. На рис. 6.8, б показан цикл зажима заготовок: / — начало процесса зажима заготовки 9 сменными кулачками 8; II — захват заготовки; III — притягивание горца заготовки к упорам 10 и зажим заготовки. При перемещении втулки 6 (рис. 6.8, а) влево рычаги 3 поворачиваются относительно осей 4 и сменные кулачки 5 (рис. 6.8, б) захватывают заготовку и одновременно притягивают ее к опорам.

При обработке на токарных станках с ЧПУ заготовки деталей типа валов устанавливают в центрах. Передача крутящего момента заготовкам осуществляется поводковыми патронами. Патроны должны обеспечивать: 1) передачу максимального крутящего момента при черновой обработке; 2) возможность обработки заготовки с одной установки и на высоких частотах вращения шпинделя; 3) возможность базирования заготовки по торцу; 4) возможность быстрой переналадки с центровой на патронную обработку.

Трехкулачковый поводковый патрон с плавающим центром мод. НУ .2516.100 (конструкция Московского станкостроительного завода) (рис. 6.9) предназначен для установки заготовок в центрах и передачи крутящего момента заготовке. Патрон состоит из корпуса I с тремя двуплечими рычагами 2 и плавающим центром 5. Патрон позволяет повысить точность обработки за счет равномерного распределения усилия зажима между кулачками 3, что уменьшает радиальное биение и кривизну обработанных деталей относительно базовых поверхностей — центровых гнезд. Наличие упора 4 обеспечивает базирование заготовки по торцу.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.8. Патрон клинорычажный с автоматическим базированием заготовок но горцу [4]

Читайте также:  Как раскрутить ржавый болт в домашних условиях

Патрон комбинированный мод. ПЗКП-315Ф8.95 (конструкции ЭНИМС’а) (рис. 6.10) обеспечивает быструю замену кулачков и их переналадку на зажим заготовки при ее установке в кулачках (за счет смены втулки с плавающим центром на втулку с отверстием). Патрон обеспечивает возможность обработки как штучных, так и прутковых заготовок. Для компенсации влияния центробежных сил на силу зажима при высокой частоте вращения шпинделя в конструкции патрона предусмотрено наличие контргруза 1, соединенного рычагом 2 с основным кулачком 3.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.9. Трехкулачковый поводковый патрон с плавающим центром

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.10. Патрон комбинированный конструкции ЭНИМС [4]

Патроны ПЗКП-250Ф6.95 оснащаются одним центром, а патрон ПЗКП- 315Ф8.95 — тремя различными центрами для установки в них заготовок с разными центровыми отверстиями. Плавающий центр в патроне подпружинен пакетом тарельчатых пружин, сжимаемых при утанливании центра под действием усилия заднего вращающегося центра. Усилия тарельчатых пружин должны быть не менее 5,5. 6,0 кН. Усилие поджима пиноли задней бабки на плавающий центр должно превышать усилие тарельчатых пружин не менее чем на 7,5. 8,0 кН.

Патрон поводковый (рис. 6.11) предназначен для зажима заготовок типа валов. В отверстие конусного хвостовика 4 установлен плавающий центр 9 и пружина 2, расположенная между резьбовыми втулками / и 5. В задний торец центра установлена штанга 3. Корпус 11 патрона имеет проточку иод диск 10, в котором закреплены через 120° три пальца 6. На диске установлены также три пальца 7, на которых закрепляются сменные эксцентриковые кулачки 8 с зубчатыми поверхностями и поворотный кожух 12. Диск 10, поворачиваясь, увлекает за собой кулачки, которые пазами охватывают неподвижные пальцы 6 и, перемещаясь вместе с диском, поворачиваются относительно пальцев 7, в результате чего кулачки равномерно захватывают заготовку, передавая ей крутящий момент. Раскрытие кулачков осуществляется поворотом кожуха против часовой стрелки и фиксируется подпружиненным фиксатором 13.

Установка токарного патрона на станок

Поводковый патрон с эксцентриковыми кулачками показан на рис. 6.12. Заготовка базируется по центровым отверстиям подпружиненным центром 2 и доводится торцом до торца корпуса 4 патрона вращающимся центром задней бабки станка. При дальнейшем перемещении пиноли корпус 4 перемещается в осевом направлении, сжимая пружину 5. При этом винтовой паз корпуса 4 взаимодействует с концом винта 7, установленным в корпусе б, в результате чего корпус 4 поворачивается по часовой стрелке.

В корпусе 4 выполнен кольцевой паз 3, в котором установлены сухари 10 с закрепленными на них осями 1. При повороте корпуса 4 установленные на осях 1 кулачки 8 с зубчатыми колесами, зацепляющимися с зубчатыми секторами 9, выполненными на неподвижном корпусе 6, поворачиваю гея прот ив часовой стрелки до соприкосновения с заготовкой с усилием натяга, создаваемым пружинами 12, закрепленными на штифтах 11 и 13 в корпусе 4 и сухарях 10. При дальнейшем повороте корпуса 4 до упора в корпус б сухари 10 перемещаются в кольцевом пазу корпуса 4, растягивая пружины 12. При этом корпус 4 с кулачками 8, заготовка и защитный кожух перемещаются в осевом направлении. Два комплекта сменных кулачков обеспечивают возможность обработки валов диаметром 8. 40 мм.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.12. Патрон поводковый с эксцентриковыми кулачками [4]

Патроны поводковые штырьковые и зубчатые позволяют производить обработку всех ступеней заготовки за один установ. Заготовка устанавливается в центрах: переднем плавающем 2 и заднем вращающемся 4. Крутящий момент передается заготовке штырьками или зубьями. Заготовка 3 поджимается передним торцом к штырькам 8 патрона 1 гидроцилиндром 7 посредством заднего центра 4, установленного в пиноли 5 задней бабки б (рис. 6.13). Благодаря самоустанавливанию штырьков или зубьев по торцу заготовки они вдавливаются в заготовку на одинаковую глубину независимо от неперпендикулярности торца заготовки ее оси.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.13. Схема установки заготовки в центра и штырьковый поводковый патрон

Надежность и долговечность штырьковых патронов определяются материалом штырьков и подшипниками вращающегося центра, устанавливаемого в пиноли задней бабки, так как при поджиме заготовки к штырькам для их врезания в горец заготовки возникает значительная осевая нагрузка. Врезание штырьков в торец заготовки на глубину 0,2 мм обеспечивается их затачиванием. Наименьший наружный диаметр заготовки примерно равен наружному диаметру окружности приводных штырьков. Наибольший диаметр заготовки может быть в два-три раза больше диаметра окружности, но которой расположены штырьки. Однако для интенсификации режимов резания этот диаметр должен выбираться по возможности большим.

Читайте также:  Идеи для выпиливания лобзиком из фанеры

Патрон поводковый штырьковый конструкции ЭНИМС (рис. 6.14) состоит из хвостовика 11 н корпуса 4. В отверстии корпуса установлен плавающий центр /, подпружиненный пружиной 6. Шпонка 3 передает крутящий момент поводкам 2. При поджиме заготовки вращающимся центром задней бабки в ее торец вдавливаются поводки 2. Последние через толкатели 5 и плунжеры 7 опираются на гидропласт 8, что обеспечивает равномерное вдавливание штырьков в торец заготовки даже при его неперпендикулярности относительно оси центров. Плунжер 9 с винтом 10 закрывает осевое отверстие после заполнения его гидропластом.

Установка токарного патрона на станок

Рис, 6.14. Патрон поводковый штырьковый конструкции ЭНИМС [4]

Переналаживаемый штырьковый поводковый патрон конструкции НИИП- ТМАШ (рис. 6.15) предназначен для установки заготовок типа валов диаметром 80. 240 мм. Патрон устанавливают на шпинделе станка посредством фланца 4 и закрепляют шпильками 1 и гайками 2. Заостренные штырьки 9 могут переустанавливаться в корпусе 8 по различным окружностям в зависимости от диаметра заготовок. Сменные крышки 10, закрепляемые на корпусе 8, имеют соответствующие овальные отверстия, входящие в лыски штырьков, для предотвращения их от проворота. Корпус 8 соединен с переходником 7. Штырьки опираются сферическими концами на сферическую пяту 6, установленную на подпятнике 5, что обеспечивает самоустановку штырьков по торцу заготовки.

На рис. 6.16 показан комбинированный штырьково-кулачковый патрон мод. 3ALZ фирмы Forkardt с автоматически убирающимися кулачками. Патрон предназначен для центрирования и передачи крутящего момента заготовкам деталей типа валов при обработке с интенсивными режимами резания и с одной установки. В корпусе 7 патрона установлены зри рычага 2 со сменными кулачками 4.

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.15. Переналаживаемый штырьковый поводковый патрон

Установка токарного патрона на станок

Рис. 6.16. Комбинированный штырьково-кулачковый патрон [4]

Заготовка вала (отливка, прокат) устанавливается в центрах: переднем плавающем 5 и вращающемся заднем. Под действием осевой силы пиноли задней бабки заготовка поджимается к штырькам 6, которые врезаются в торец заготовки. Затем включается гидроцилиндр, установленный на заднем конце шпинделя, тяга через винт 9 перемещает вправо втулку 8 и клиновую втулку 1. Рычаги 2, поворачиваясь на осях 3, дополнительно закрепляют уже установленную в центрах заготовку. При таком двойном зажиме возможна обработка с интенсивными режимами резания. Когда резец приблизится к левому концу заготовки, включается обратный ход гидроцилиндра (без остановки станка). Втулка 8 освобождает клин 1 и своим фланцем отводит рычаги 2 из зоны обработки (в пределах паза в рычаге). Теперь возможна обработка вала в месте его зажима кулачками, но уже при сниженных режимах, так как крутящий момент передаётся только с помощью штырьков 6. Возможна и другая схема: сначала обрабатывается шейка под кулачки, сырыми кулачками заготовка зажимается и обрабатывается остальная часть вала.

Техническая характеристика центров вращающихся

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

2.2. Установка патрона и проверка точности центрирования токарного станка

Виктор Леонтьев. 19 апр. 2014 г. Из курса "Токарное мастерство"

  • Демонтаж патрона
  • Установка патрона
  • Условия точной установки деталей в токарном патроне
  • Контроль точности центрирования
  • Причины потери патроном точности центрирования
  • Дефекты поверхностей кулачков
  • Засорение внешнего механизма патрона
  • Защита механизма патрона

Полезные ссылки по теме. Дополнительная информация