Токарний верстат (модель SL8500XLM) підходить для важких режимів обробки. Працездатність та ефективність обладнання залежать від оснащення. Обов’язковими деталями верстата є множинні діаметри та види токарних патронів.

Типи токарних патронів

Патрони токарні бувають або кулачковими або цанговими. Перші оснащуються різними кулачками, кулачкові працюють за допомогою рухомих «кулачків», що закріплюють заготівлю. Другі – цангою, яка може бути статичною, втягуватися або висуватися. Вона фіксує деталь під час обробки.

Патрони для токарного верстата по металу діляться за декількома параметрами:

• специфіка виконання «кулачків» – накладні, складові, універсальні чи цілісні;
• особливість монтажу – усередині або на зовнішній поверхні;
• число “кулачків” – 2-6;
• встановлений привід – гідравлічний, рідше – механічний.

Двокулачкові патрони розроблені спеціально для закріплення заготовок незвичайної форми. Вони здатні надійно утримувати в кулачках не підготовлені поверхні, поковки, деталі, через що ще більше збільшується зчеплення.

Всі частини кулачків виготовляються зі сталі, рухливі елементи піддаються термічній обробці, завдяки чому збільшується їхня міцність і стійкість до механічних пошкоджень. Розміри стандартні: діаметр від 12,5 до 40 см. Через великі зазори між направляючими та майстер-кулачком є ​​ризик порушення центрування.

Трикулачковий патрон – найзатребуваніший тип, який зустрічається не тільки на промислових підприємствах, а й у невеликих цехах з механічної обробки, навіть у домашніх майстернях. Пристрій оснащується гідравлічним тяговим приводом, який значно (до 80%) прискорює час обробки при постійній завантаженості верстата з ЧПУ. Гідравлічний привід не дозволяє ослабляти затискач, через що деталь не косить, не зміщується, не вириває на високих оборотах.

Трикулачкові патрони для сучасного ЧПУ токарного верстата бувають в основному з гідравлічним затиском, рідше спіральними та рейковими. Другий тип, спіральний, з’явився ще більше ста років тому і досі не втратив своєї популярності. До переваг відносять хороший ККД, можливість затискати не круглі деталі, великий вибір ходу кулачків. Не позбавлені патрони і недоліків: швидке зношування, на яке вказує погана робота центруючого механізму. Пристосування швидко виходить із ладу, якщо в зазори потрапляє бруд, стружка.

Рейковий патрон практично не має таких мінусів. Особлива конструкція дозволяє додатково загартовувати зубці. Це робить його універсальним та дозволяє оснащувати ним верстати, на яких виготовляється штучна заготівля або невеликі серії продукції. При цьому патрон не може закріплюватись у кількох положеннях.

В даний час найпопулярніший вид патрона на сучасному ЧПУ верстаті це гідравлічний патрон. Він працює за принципом затискання: гідравлічний циліндр створює зусилля для переміщення тягової труби, яка, у свою чергу, затискає заготовку за допомогою кулачків. Патрони такої конструкції найдовговічніші, найпотужніші і точніші, мають збільшений термін служби при правильному догляді. Завдяки гідравлічному зусиллю ЧПУ патрон має відмінну еластичність під час налаштування під деталь.

Чотирикулачкові патрони дозволяють обробляти заготовки з несиметричними сторонами. З їх допомогою можна обробити круглі, квадратні заготовки, розточивши отвори з різних напрямків. Дві пари незалежних кріпильних кулачків можуть кріпити площини взаємоперпендикулярно, завдяки чому осі збігаються. Кулачки встановлюються у двох позиціях: прямій та зворотній. Зворотна актуальна для затиску деталі з більшою площею перерізу. Самоцентруючі моделі підходять для закріплення стрижнів із квадратним перетином.

Є моделі з цільними та майстер – кулачками. У моделях з майстер-кулачком, кулачок прикручений на основу майстер-кулачка через гребінець. Заготовка, що обробляється, розміщується в спеціальному підготовленому пазі, завдяки чому вільно пересувається по колу, залишаючись стійкою. У таких моделях подвійне кріплення. Подібна конструкція жорстко фіксує запчастину та дуже проста в експлуатації.

Моделі із цільними кулачками застосовуються рідше і менш поширені.

Конструкція затискного механізму

Те, як зібраний механізм затиску, впливає на особливості застосування. За цим параметром патрони поділяються на:

• самоцентрувальні гідропатрони – затискач здійснюється за допомогою певного тиску рідини, через що не потрібно багато зусиль для хорошої фіксації;
• цангові – можуть закріплювати в одному положенні лише невеликі деталі, вони не відносяться до універсальних, але затребувані через мінімальне биття у процесі роботи, що підвищує якість деталі, але при цьому вимогливі до заготівлі;
• важільні – оснащені тягою з муфтою та гідравлічним приводом, користуються популярністю на виробництвах з невеликими потужностями;
• клинові – мають схожі характеристики з важільними, проте забезпечують найкраще центрування;
• повідкові – найпростіші, з їх допомогою обробляють центр. Якщо необхідно заточити бічні поверхні, вибирають штирьові та зубчасті вузли;
• спіральні, що самоцентруються – центрування відбувається разом із закріпленням, що спрощує та скорочує підготовчий етап;
• свердлильні – розроблені для підключення до верстата різних елементів, у тому числі свердл;
• термопатрони – знайшли своє застосування на тому ж обладнанні, що й цангові, але їм потрібна гаряча посадка.

Найбільш популярними вважаються три конструкції: цангові, важільні та гідравлічні – клинові.

Токарні цангові патрони мають у своїй конструкції металеву втулку, яка поділяється на пелюстки (3-6). Кількість останніх визначається допустимий діаметр оброблюваного виробу. Деталі, вставлені всередину втулки, захоплюються металевими пластинами та утримуються ними у процесі роботи.

Їх конструкція може бути подавальною або затискною.

Затискний токарний патрон відрізняють три розрізи, за допомогою яких формуються пелюстки з стиснутими кінчиками. Патрон має пружні пелюстки, число яких визначається моделлю. Завдяки додатковому звуженню прорізів покращується зчеплення між об’єктом та фіксуючим елементом.

Цей тип цанг-патронів безпечний для вже обробленої деталі. Пелюстки надійно утримують її, але не завдають механічних пошкоджень на гладку поверхню. Якщо деталь має нестандартну форму, застосовуються різні змінні вкладки, що розширюють можливості патрона, підвищують загальну ефективність верстата.

Важельний патрон на токарний верстат має в своїй основі важіль, який активується моторами, що працюють. Найчастіше встановлюється механізований привід, що дозволяє прискорити процес монтажу і зменшити навантаження користувача.

Між собою патрони цього типу відрізняються кількістю кулачків. Важільний вигляд нерентабельний для великого виробництва, оскільки збільшує тимчасові витрати, через що зменшується продуктивність. Цей інструмент – гарний вибір для компаній, що випускають поодинокі деталі.

Внести зміни до конструкції патрона цього типу можна за допомогою ключа. Інструмент, зміщуючи кулачки, здійснює регулювання кожного вузла. Після установки деталі часто виникає люфт, через що спотворюється геометрія. Вироби важеля вибирають для попередньої обробки.

Гідравлічний клиновий патрон – це покращена сучасна конструкція. У ньому регулюється положення затискачів – цей процес відповідає гідравліка. Таким чином, можна надійно зафіксувати заготівлю круглу або незвичайну форму, вісь обертання значення не має. Гідравлічний клиновий патрон для токарного верстата має ряд переваг:

• прочное закрепление;
• отсутствие погрешности в размерах и форме;
• равномерно распределенное усилие между кулачками.

Гідравлічні клинові патрони можуть монтуватися на верстати з ЧПУ, де обробляється велика партія заготовок. Процес переналагодження патрона в інший діаметр займає не більше 2 хвилин.

Вибір токарного патрона

Патрон – один з основних елементів технічного оснащення, оскільки міцно фіксує деталь, що обробляється. Максимально точний затискач можливий завдяки самоцентруванню. Без патрона не обходиться жодних токарних робіт, він входить у комплект оснащення всіх сучасних верстатів з ЧПУ з обробки металовиробів.

Цей тип затиску монтується на передню упорну частину верстата – шпиндель. Обертання передається від електричного двигуна через коробку передач або безпосередньо на шпиндель. Для виробничого циклу може знадобитися кілька варіантів патронів і кулачків, які потрібно правильно підібрати.

Токарні патрони повинні повністю відповідати верстату. Від правильного вибору цього елемента залежить продуктивність обладнання. Відповідно до встановлених стандартів, комплектуюча підбирається з урахуванням таких параметрів:

1. Точність патрона;
2. Необхідний діаметр патрона;
3. Діаметр тягової труби;
4. Який виріб закріплюватиме в патроні верстата в осі шпинделя;
5. Межі допустимої частоти обертів. Показник дозволяє зрозуміти, яких максимальних оборотах може працювати патрон;
6. Допустиме консольне навантаження та навантаження в центрах. Для коректної роботи шпинделя верстата важливі параметри деталі. За невідповідності обладнання в цілому швидко зламається;
7. Види та число кулачків.

Щоб патрон для токарного верстата повністю відповідав характеристикам пристрою, бажано проконсультуватися з фахівцем. Компетентні у цьому питанні менеджери зможуть підібрати відповідні складові з урахуванням особливостей конкретного виробництва.