Для чего отверстие в трехкулачковом патроне. Трехкулачковые самоцентрирующие патроны
Для закрепления некоторых деталей,
например длинных или, наоборот,
коротких, но больших диаметров,
Могут быть очень полезны специальные
Накладные кулачки, подобные
показанным на рис.
Существует несколько типов самоцентрирующих трехкулачковых патронов (с ручным приводом), различающихся между собой устройством для перемещения кулачков. Независимо от особенностей этих устройств перемещение кулачков патрона во всех случаях происходит одновременно и с одинаковой скоростью. Благодаря этому ось цилиндрической поверхности детали, за которую она закрепляется в патроне, должна совпасть с осью вращения шпинделя станка.
Одним из наиболее употребительных патронов является спиральный само центрирующий трех кулачковый патрон. В корпусе 3 этого патрона заложена стальная коническая шестерня 4, на обратной стороне которой имеется спиральная канавка. На кулачках 2 патрона сделано несколько выступов, которые входят в спиральную канавку шестерни 4. При вращении одной из трех шестерен 1 посредством ключа (квадратный хвост которого входит в такое же отверстие в торце шестерни) вращается шестерня 4. Под действием спирали, нарезанной на обратной стороне этой шестерни, кулачки будут перемещаться в пазах корпуса патрона, что и требуется для закрепления детали.
Рассматриваемый патрон имеет два комплекта кулачков. Один из этих комплектов (кулачки 2) используется для закрепления детали за се внутреннюю, а другой (кулачки 5) — за ее наружную поверхность.
При небольшом диаметре наружной поверхности, за которую деталь закрепляется в патроне, можно использовать и кулачки 2. Кулачки в этом случае соприкасаются с деталью поверхностями А. Такой способ особенно часто применяется при изготовлении деталей из прутка, пропущенного через отверстие в шпинделе. Кулачки 5 используются иногда для закрепления детали за поверхность отверстия. Они соприкасаются в этом случае с деталью поверхностями В и работают, как говорят, «на разжим».
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.
Спиральный самоцентрирующий трехкулачковый патрон и его детали.
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.
Биение точно обработанной детали, закрепленной в новом спиральном патроне, составляет 0,06—0,12 мм (в зависимости от диаметра патрона). Величина этого биения быстро возрастает вследствие износа рабочих поверхностей спирали шестерни и выступов кулачков. Точность центрирования патроном зависит и от состояния пазов, по которым перемещаются кулачки. При износе этих пазов кулачки при закреплении детали отходят от корпуса патрона и положение детали получается неправильным. Для повышения точности центрирования патроном можно пользоваться чугунной разрезной втулкой (а).
Эту втулку, обработанную начерно, разрезают, зажимают в кулачки патрона и растачивают по диаметру детали, которая будет в ней обрабатываться. На время растачивания в место разреза кладут медную прокладку, которая после растачивания вынимается.
Положение втулки относительно кулачков должно быть постоянным, поэтому на втулке и на каком-либо кулачке надо сделать отметки мелом или закернит. Лучше, однако, если в боковую поверхность втулки ввернуть небольшой винт, который во время работы должен плотно прилегать всегда к какому-нибудь одному из кулачков патрона. Заплечик у втулки следует делать для того, чтобы она не смещалась вдоль оси патрона.
При больших размерах детали разрезная втулка плохо пружинит. В этих случаях также с целью улучшения центрирования на кулачки патрона надеваются и закрепляются стопорными винтами чугунные кольца (рис. 51, 6). Головки винтов не должны выступать над поверхностью колец. Установив кулачки в положение, близкое к требуемому для закрепления данной детали, делают в кольцах выточку по диаметру детали.
Разрезная втулка (а) и накладные кольца (б), повышающие точность центрирования патроном.
Разрезная втулка и кольца повышают точность установки детали и, кроме того, предохраняют поверхность ее от повреждений кулачками патрона.
Оглавление книги Следующая страница>>§ 23. Кулачковые патроны. Трехкулачковый патрон.
На револьверных станках применяются двухкулачковые патроны, трехкулачковые патроны и четырехкулачковые патроны.
В двухкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют разнообразные фасонные отливки и поковки, причем часто делают специальные кулачки, предназначенные для закрепления только одной детали.
В трехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют детали круглой и шестигранной формы или круглые прутки больших диаметров.
В четырехкулачковых самоцентрирующих патронах зажимаются прутки квадратного сечения, а в простых патронах с индивидуальной регулировкой кулачков — детали прямоугольного профиля и несимметричной формы.
Кулачковые патроны выполняются с ручным и механизированным зажимами.
Рис. 42.
Наиболее распространен самоцентрирующий трехкулачковый патрон (рис. 42). Кулачки 1, 2, 3 перемещаются одновременно при помощи диска 4 с архимедовой спиралью. В витки этой спирали входят нижними выступами кулачки. На обратной стороне диска нарезано коническое колесо, с которым соединены три конических зубчатых колеса 5. При повороте ключом одного из них поворачивается и коническое колесо диска 4 и посредством спирали перемещает по пазам корпуса патрона одновременно и равномерно все три кулачка; в зависимости от вращения в ту или иную сторону кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая деталь. Кулачки изготовляют обычно трехступенчатыми, для повышения износостойкости их закаливают.
По назначению различают кулачки для внутреннего и наружного закрепления заготовок. При внутреннем закреплении заготовка должна иметь отверстие, которое дает возможность установить ее на кулачки.
Патроны с механическим приводом могут быть с тяговым или встроенным приводом.
Патроны с тяговым приводом имеют зажимные элементы, связанные цельными или пустотелыми тягами с пневматическим, гидравлическим или каким-либо другим приводом. Конструкции таких патронов различны, объединяет их принцип действия при зажиме детали.
Рис. 43.
На рис. 43 представлена конструкция двухкулачкового рычажного патрона со сменными кулачками 14, предварительная установка которых по детали относительно оси вращения осуществляется сухарями 12 и винтами 13 по пазам в ползунах 11. Перемещение ползунов 11 к центру патрона осуществляется рычагами 10, которые, опираясь поверхностями 7, поворачиваются вокруг оси 9 в корпусе 8 при перемещении упора 15 вместе с тягой 3. Разведение кулачков 14 производится конической поверхностью упора 15 при обратном движении тяги 3 вместе с направляющей втулкой 6, соединенных деталями 2, 4 и 5. Патрон крепится к станку винтами 1.
Рис. 44. Разрез патрона с встроенным пневматическим приводом
Патроны с встроенным пневматическим приводом (рис. 44) имеют встроенный цилиндр 6 с поршнем 5. Крепится патрон к фланцу 1. Резиновое кольцо 9 смягчает удары поршня о фланец 4. Кольца 8 и 10 обеспечивают герметичность. Ползуны 3 с зажимными кулачками имеют выступы, которые входят в пазы поршня 5. Угол наклона пазов составляет 40°30", что обеспечивает. условия самоторможения. При подаче воздуха по каналам 2 и 3 в левую или правую полость цилиндра ползуны 7 производят разжим или зажим заготовки.
1. Стандарт распространяется на самоцентрирующие спираль-но-реечные трехкулачковые патроны классов точности Н, П, В, А, устанавливаемые на шпиндели станков через переходные фланцы и непосредственно на фланцевые концы шпинделей.
2.Патроны должны изготавливаться типов:
Тип 1 - с цилиндрическим, центрирующим пояском и с креплением через промежуточный фланец по ГОСТ 3889-80.
Тип 2 - с креплением непосредственно на фланцевые концы шпин-делей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593-72;
Тип 3 - с креплением непосредственно на фланцевые концы шпин-делей по ГОСТ 12595-85.
1, 2. (Измененная редакция, изм. № 1).
3. Патроны всех типов изготавливаются исполнений:
С цельными кулачками,
Со сборными кулачками.
4. Основные размеры патронов типов 1, 2, 3 должны соответст-вовать указанным на чертеже 1 и в таблице 1.
Пример условного обозначения патрона типа 1, диаметром 200 мм с цельными кулачками, класса точности Н:
Патрон 7100-0007 ГОСТ 2675- 80
То же, патрона типа 2 диаметром 200 мм, устанавливаемого на шпиндель с условным размером 5, со сборными кулачками, класса точности П:
Патрон 7100-0032-П ГОСТ 2675-80
Присоединительные размеры патронов типа 1 должны соот-ветствовать указанным на чертеже 1 и в таблице 2.
Присоединительные размеры патронов типов 2 и 3 должны соответствовать указанным на чертеже 2 и в таблице 3.
Кулачковые патроны
На токарных станках применяют двух-, трех- и четырехкулачковые патроны с ручным и механизированным приводом зажима. В двухкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют различные фасонные отливки и поковки; кулачки таких патронов, как правило, предназначены для закрепления только одной детали. В трехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы или круглые прутки большого диаметра. В четырехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют прутки квадратного сечения, а в патронах с индивидуальной регулировкой кулачков - детали прямоугольной или несимметричной формы.
Наиболее широко применяют трехкулачковый самоцентрирующий патрон (рисунок ниже). 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 обычно изготовляют трехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают. Различают кулачки крепления заготовок по внутренней и наружной поверхностям; при креплении по внутренней поверхности заготовка должна иметь отверстие, в котором могут разместиться кулачки.
Кулачковые патроны могут оснащаться механизированным приводом - тяговым или встроенным. Патроны с тяговым приводом имеют зажимные элементы, связанные цельными или пустотелыми тягами с пневмо- или гидроцилиндром. На рисунке ниже представлена конструкция двухкулачкового рычажного патрона со сменными кулачками 14, которые предварительно устанавливаются по заготовке (относительно оси вращения) путем смещения сухарей 12 (скрепленных с кулачками 14 винтами 13) по пазам в ползунах 11. Ползуны 11 перемещаются к центру патрона рычагами 10, которые при движении упора 15 (вместе с тягой 3) поворачиваются вокруг оси 9 в корпусе 8. При повороте рычаги 10 опираются на поверхности 7. Перемещение ползунов 11 (вместе с кулачками 14) от центра патрона производится конической поверхностью упора 15 при обратном движении тяги 3, связанной с упором посредством направляющей втулки 6 и соединительных деталей 2, 4 и 5. Патрон крепится к станку винтами 1.
Патрон с встроенным приводом (рисунок ниже) имеет встроенный пневмоцилиндр 6 с поршнем 5 и крепится к станку фланцем 1. Резиновое кольцо 11 смягчает удары поршня о фланец 4. Уплотнительные кольца 10 и 12 обеспечивают герметичность пневмопривода. Ползуны 7 (с зажимными кулачками 8) имеют выступы 9, которые входят в пазы поршня 5. Угол наклона пазов 40,5 градуса, что обеспечивает условия самоторможения. При подаче воздуха по каналам 2 и 3 в левую или правую полость цилиндра ползуны 7 перемещаются от центра патрона или к его центру и через кулачки 8 разжимают или зажимают заготовку. производство токарно винторезных станков
Четырехкулачковый патрон с независимым перемещением кулачков (рисунок ниже) состоит из корпуса 1, в котором выполнены четыре паза, в каждом пазу смонтирован кулачок 4 с винтом 3, используемым для независимого перемещения кулачков по пазам в радиальном направлении. От осевого смещения винт 3 удерживается сухарем 2. При повороте кулачков на 180 градусов патрон может применяться для крепления заготовок по внутренней поверхности. На передней поверхности патрона нанесены концентричные круговые риски (расстояние между рисками 10-15 мм), с помощью которых кулачки выставляются на одинаковом расстоянии от центра патрона.
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.
Шестикулачковый токарный патрон
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.
Двухкулачковый
2-х кулачковый
Двухкулачковый невращающийся патрон
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.
3-х кулачковый
3-хкулачковый
Трехкулачковый
Самыми часто встречающимися являются 3 типа самоцентрирующихся патронов:
- спиральные:
- реечные;
- эксцентриковые с червячной передачей.
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.
Диаметром от 80 до 160 мм
Диаметром от 200 до 400 мм
Преимущества:
- более сильный зажим;
- большая точность;
Недостатки:
- 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.
Четырехкулачковый
4-х кулачковый
4-хкулачковый
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»