Зажимные патроны для станков: назначение и разновидности
Зажимные (токарные) патроны – это инструменты, предназначенные для закрепления и удержания заготовок цилиндрической формы на металлорежущем станке.
Кулачки – это основные элементы токарных патронов. Они непосредственно служат для удержания деталей на шпинделях.
Все токарные патроны различаются количеством кулачков – выделяют двух-, трех, четырех- и шестикулачковые устройства; материалом для их изготовления – используют кулачки из закаленной стали либо сырые кулачки. Преимуществом последних является предотвращения повреждения удерживаемых элементов, так как материал кулачка не оставляет следов на заготовке.
Также выделяют самоцентрирующиеся кулачки и детали с независимым креплением.
Самоцентрирующиеся кулачки предназначены для удержания симметричных деталей. Они отличаются высокой скоростью и точностью закрепления. Патроны с независимым креплением кулачков отличаются большей сложностью затяжки, однако позволяют работать с несимметричными элементами.
Наибольшее распространение получили трехкулачковые патроны. Они отличаются достаточной точностью удержания заготовки при сохранении быстроты закрепления деталей.
Для обеспечения перемещения кулачков патроны оснащаются диском с торцевой резьбой, который иначе называется спиралью Архимеда. При вращении спирали с помощью ключа осуществляется перемещение кулачков.
В патронах, оснащенных четырьмя кулачками, элементы перемещаются независимо друг от друга. Это обеспечивает им возможность работы с нестандартными деталями, хотя и требуют больше времени на установку.
Итак, несимметричные детали устанавливаются на токарный станок при помощи патронов, оснащенных четным количеством патронов, симметричные – при помощи трехкулачковых патронов, в которых все элементы перемещаются синхронно за счет диска со спиралевидной поверхностью.
Основными элементами зажимного патрона являются набор кулачков, корпус, на котором они удерживаются, спиральный диск, фланец, ключ для управления движением кулачков.
При установке деталей на шпиндель оператор осуществляет поворот ключа до тех пор, пока заготовка не будет прочно удерживаться в патроне. После этого можно начинать механическую обработку детали.
Обслуживание токарных патронов
Токарные патроны работают в условиях высоких нагрузок, трения, поэтому для обеспечения их длительной работы необходимо смазывание.
Одними из основных участков, требующих смазывания, являются поверхности между кулачком и корпусом патрона. Так как кулачки постоянно перемещаются, возникает высокое трение, приводящее к изнашиванию деталей.
Из-за недостаточного смазывания возникает скачкообразное движение кулачков при закреплении заготовок, что может привести к неравномерному затягиванию. Соответственно качество удержания деталей и ее обработки при высоких скоростях вращения падает.
Кроме того, в процессе перемещения на сопряженных поверхностях образуются задиры и другие повреждения.
Качественное смазывание способствует повышению надежности и точности работы токарных патронов, однако не все виды смазочных материалов одинаково подходят для этой цели.
В процессе механической обработки заготовок используется смазочно-охлаждающая жидкость. Она может стимулировать вымывание смазочного материала из пазов корпуса патронов. Поэтому смазка для кулачков токарных патронов должна обладать очень высокой адгезией и устойчивостью к смыванию, чтобы обеспечивать качественное и долговременное смазывание деталей.
Наиболее эффективно для смазывания кулачков токарных патронов использование паст. Это густые смазочные материалы, которые содержат большое количество твердосмазочных наполнителей.
Высокую эффективность показывает твердосмазочная паста на основе дисульфида молибдена MODENGY 4002. Содержащийся в составе пасты дисульфид молибдена обладает высокими противозадирными свойствами, эффективно разделяет сопряженные детали и предотвращает их повреждение.
Формируемая в процессе трения смазочная пленка заполняет микронеровности поверхностей деталей, предотвращая их контакт. Благодаря этому обеспечивается снижение трения, предотвращение скачкообразного движения, Паста MODENGY 4002 обладает очень высокой адгезией, не смывается смазочно-охлаждающей жидкостью, не требует частого обновления, поэтому можно увеличивать межсервисные интервалы.
Также применение пасты позволяет защитить деталей от фреттинг-коррозии, которая возникает из-за колебаний при перемещении деталей в условиях воздействия коррозионно-активной среды.
Чтобы токарные патроны служили дольше, необходимо периодически очищать кулачки и Архимедову спираль от скопившихся загрязнений, скопившейся металлической/древесной стружки, попадающей в узлы в процессе механической обработки заготовок.
Рекомендуется после каждой остановки токарного станка убирать загрязнения со всех доступных поверхностей патронов, чтобы необходимость в разборке и очистке была минимальной.