Токарный патрон является одним из важнейших элементов конструкции токарного станка, ведь именно с помощью него создаётся усилие для зажима и происходит фиксация деталей на оси шпинделя при токарной обработке. Зажимные патроны могут отличаться друг от друга по форме исполнения и функциональности, поэтому для обеспечения надёжного зажима и высокой точности при обработке деталей различной формы не помешает грамотный подбор токарного патрона, о чём мы и поговорим в этой статье.
Токарный патрон размещается на передней бабке станка и в основном они изготавливаются из чугуна и стали. Крепление на шпиндель может быть резьбовым (прямо на шпинделе), либо же фланцевым (крепится к шпинделю через фланец). Патроны подбираются в зависимости от требуемых технических параметров для фиксации и обработки тех или иных деталей. Особое внимание при выборе патрона под деталь стоит обратить на рабочий диаметр патрона и отверстия для крепежа и максимальный вес заготовки. Помимо этого, какие именно заготовки можно будет закрепить на токарном станке будет зависеть от типа конструкции зажимного патрона, которых можно выделить несколько по различным критериям. Например, по типу зажима их разделяют на:
- Рычажные. В таких патронах кулачки (элементы, с помощью которых выполняется зажим в патроне) приводятся в действие с помощью двухплечевого рычажного механизма. Все кулачки можно смещать одновременно или поочерёдно с помощью ключа (при этом возможно возникновение люфта), но на рычажных патронах не всегда возможно работать с более сложными изделиями и в основном они используются для выполнения токарных операций по черновой или получистовой обработки и в мелкосерийном производстве.
- Клиново-рычажные. Это более продвинутая версия механизма рычажного зажима, отличающаяся повышенной точностью зажима, так как в данном варианте у каждого кулачка присутствует свой привод. С помощью таких патронов возможна фиксация со смещением от центра, что позволяет выполнять обработку деталей более сложной формы.
- Мембранные. У таких патронов кулачки крепятся на упругую мембрану, которая прогибается в одном направлении при размещении детали, и в другом – при её фиксации. Такие кулачки отличаются крайне высоким уровнем точности фиксации и центрирования. В основном они используются для чистовой обработки заготовок.
Кулачковые патроны отличаются по количеству кулачков и, как правило, чем их больше, тем надёжнее фиксация, поэтому на многокулачковых патронах можно закреплять заготовки более сложной формы:
- Двухкулачковые (простые бюджетные патроны меньшей точности, которые используются для фиксации небольших деталей и прутков);
- Трёхкулачковые (довольно распространённый тип самоцентрирующихся кулачковых патронов, который можно применять для зажима заготовок различной формы с более легкой переналадкой);
- Четырехкулачковые (используются для обработки несимметричных заготовок, однако центровка деталей занимает больше времени);
- Шестикулачковые (большое количество кулачков обеспечивает повышенную точность обработки, но данные патроны применяются довольно редко – в основном при обработке тонкостенных заготовок, так как равномерная фиксация позволяет обрабатывать их с исключением риска деформации).
Для мелко- и средне- серийного производства в большинстве ситуаций вполне подойдут стандартные трёхкулачковые токарные патроны.
Все эти патроны могут отличаться друг от друга по типоразмеру, например трёхкулачковые патроны имеют десять наиболее распространённых диаметров: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 и 630 мм. Основные характеристики патрона можно определить по его маркировке (по ГОСТ 14903-69 для двухкулачковых патронов, по ГОСТ 2675-80 – для трёхкулачковых) – каждая цифра и символ в ней указывает на те или иные параметры, такие как количество зажимов, диаметр детали, размеры, тип крепления, вид зажимов и класс точности (Н – нормальный, П- повышенный, в – высокий, А – особо высокий). Все эти параметры будут довольно полезны при выборе патрона под характеристики заготовок, с которыми вы планируете работать.
Сами кулачки также можно подбирать под задачу, и они бывают различных типов: прямые (стандартные для зажима по наружной стенке детали), обратные (противоположные по форме прямым и используются для зажима по внутренней стороне детали), сырые (мягкие и более эластичные кулачки) и сборные (универсальные кулачки, которые можно регулировать под заготовку).
Прямые и обратные кулачки
На некоторых станках также встречаются патроны цангового типа, в которых, как и следует из названия, вместо кулачков зажим происходит с помощью цанг. Они обеспечивают высочайшую точность зажима прутков, но уступают кулачковым по универсальности, из-за чего цанги нужно подбирать под определённые типы заготовок.
Отдельно можно выделить патроны с пневматической или гидравлической системой зажима, обеспечивающие большее усилия зажима для работы с деталями крупного размера и веса.
