Токарный патрон устанавливается на конце шпинделя токарного станка, который приводится в движение при помощи электродвигателя. Как правило, он используется для закрепления и вращения заготовок, таких как пруток. Однако некоторые патроны также могут зажимать заготовки неправильной формы, в которых отсутствует радиальная симметрия. Помимо своей незаменимой роли в токарных станках, патроны находят применение в различных других видах обработки, включая фрезерное оборудование.
Виды токарных патронов
Патроны условно можно разделить по типу работы зажимного механизма: ручные и механизированные, где открытие и закрытие зажимных элементов происходит автоматически. А также по типу механизма зажатия заготовки: кулачковые, цанговые, специальные.
Ручной токарный патрон
Зажим и разжим кулачков происходит вручную и приводится в движение с использованием специального Т-образного ключа через отверстия на внешнем диаметре патрона. На ручном патроне могут быть установлены цельные кулачки или сборные — состоящие из двух частей со съёмным верхним кулачком. Также некоторые производители для повышения эффективности предлагают патроны с системой быстрой смены кулачков, позволяющие менять их за считанные секунды, что экономит время на переналадку.
Гидравлические токарные патроны
В отличие от ручных патронов, кулачки зажима на гидравлических открываются и закрываются автоматически. Гидравлический цилиндр управляется системой ЧПУ и через тяговую трубу регулирует механизм открытия/закрытия кулачков на токарном патроне.
Пневматические токарные патроны
Зажим кулачков осуществляется за счёт давления воздуха. Поршень под действием сжатого воздуха толкает рейку, и та воздействует на сопряжённый с нею червяк, вследствие чего кулачки начинают передвигаться — либо сходиться, либо расходиться, сжимая заготовку или, напротив, освобождая готовое изделие.
Типы токарных патронов по механизму зажатия
Кулачковые самоцентрирующиеся патроны
Самоцентрирующиеся патроны трёх- (четырёх-, шести-) кулачковые широко применяются для обработки симметричных заготовок. Кулачки взаимодействуют с зубчатым диском, в результате чего все кулачки движутся в сторону или обратно от центра патрона, в зависимости от вращения шестерни. Четырёхкулачковые патроны в основном используются для захвата квадратного или восьмиугольного сечения заготовки, в то время как патроны с шестью кулачками отлично подходят для закрепления тонкостенных труб и пластиковых заготовок с минимальной деформацией.
Патроны с независимым перемещением кулачков
Перемещение каждого кулачка регулируется отдельно, что позволяет зажимать заготовки ассиметричной формы.
Комбинированные патроны
Комбинированный токарный патрон обеспечивает возможность перемещения кулачков независимо друг от друга. При необходимости их можно зафиксировать в определённом положении, затем использовать патрон как самоцентрирующий. Этот инструмент эффективно применяется в массовом производстве деталей со смещённым центром.
Токарные цанговые патроны
В токарных цанговых патронах в отличие от механизированных и ручных не используются зажимные кулачки. Их функцию — закрепление заготовки — выполняют цанговые зажимы (зажимные цанги), представляющие собой пружинящую разрезную втулку.
Преимущества цанговых токарных патронов перед другими зажимными патронами:
- Отлично центрируют заготовку (уменьшенное радиальное биение);
- Не требуют дополнительных приспособлений для закрепления.
Специальные патроны
- Эксцентриковый патрон — патрон для станков с регулируемой осью «С». Предназначен для изготовления деталей со смещённым центром;
- Индексный патрон. Это распространённое приспособление в области токарных станков с ЧПУ, используемое для достижения вращательного позиционирования и точной индексации заготовок в процессе обработки;
- Гибридные патроны. Применяются для обработки заготовок, подверженных деформации.
Благодаря комбинации магнитных зажимов и центрирования без деформации, заготовки, такие как кольца или другие тонкостенные детали, имеющие широкий спектр размеров и контуров, могут быть точно закреплёны в течение нескольких секунд с гибридным патроном.
Токарные патроны находят широкий спектр применений в процессах обработки и производства. Эти универсальные устройства в первую очередь используются для надёжного удержания и вращения заготовки как на универсальных станках, так и сложных многокоординатных станках ЧПУ. Выбор правильного патрона позволяет устранить нежелательные вибрации в процессе резания, которые влияют на стойкость инструмента и качество обрабатываемой поверхности.
