цанговый патрон что это такое
Зажимными элементами цангового типа оснащают патроны для токарного станка, в которых фиксируются детали в процессе обработки. Такие патроны в зависимости от геометрических параметров обрабатываемой заготовки могут отличаться как своими размерами, так и формой зажимных элементов. Самыми распространенными из всех используемых на сегодняшний момент являются цанговые зажимы, относящиеся к типу ER.
Основные разновидности
Для комплектации современных металлообрабатывающих станков (токарных, фрезерных и сверлильных) используются самоцентрирующиеся патроны, оснащаемые двумя, тремя или четырьмя кулачками. Зажимные элементы в таких патронах могут приводиться в действие вручную или при помощи механического привода. Если говорить о сферах применения таких зажимных механизмов, то двухкулачковые патроны используются преимущественно для фиксации фасонных отливок в процессе их обработки, а при помощи трехкулачковых зажимных механизмов обеспечивается надежное крепление заготовок и хвостовиков инструментов круглой, конусной и шестигранной формы. Зажимные механизмы, оснащенные четырьмя кулачками, используются в тех случаях, когда для выполнения обработки необходимо зафиксировать несимметричную заготовку или деталь прямоугольной формы.
Вообще все механизмы для фиксации инструмента или заготовки в процессе обработки подразделяются на следующие категории:
Самозажимные патроны, в которых используется цанговый механизм, нужны для оснащения как специализированных, так и универсальных станков. Преимуществом применения патронов данного типа является то, что их конструкция обеспечивает достаточное усилие зажима даже при небольшом значении крутящего момента, чего нельзя сказать о подобных устройствах других типов. При выборе цангового патрона следует обращать внимание на то, чтобы основные элементы его конструкции были изготовлены из закаленной стали. В таком случае он способен прослужить значительно дольше.
Как работает зажимной цанговый механизм
Устройство простого цангового зажима
Соответственно, чтобы извлечь инструмент или заготовку из такого патрона, необходимо ослабить самозажимную гайку, уменьшив давление, которое она оказывает на цанговый зажим.
В патроне токарного станка могут зажиматься прутки различной формы благодаря сменным цангам
Цанговые патроны можно использовать для фиксации деталей, конфигурация поперечного сечения которых не соответствует форме их входного отверстия. Для того чтобы зафиксировать в цанговом патроне такую деталь, применяются специальные картриджи, поставляемые в комплекте с устройством.
Конструктивные особенности
Основными элементами конструкции любого цангового патрона являются зажимная гайка и цанговый зажимной механизм, который может быть выдвижным, втягиваемым или неподвижным. В зависимости от своего назначения цанговые механизмы могут быть зажимными и подающими. Механизмы цангового типа используются и для фиксации обрабатываемых деталей по поверхности их внутреннего отверстия. Обеспечивает такую фиксацию специальное приспособление – цанговая оправка. Кроме фиксации деталей в процессе их обработки, цанговая оправка может использоваться для закрепления на ней фрез насадного типа.
Классификация цанговых патронов по конструкции
Цанговые механизмы подающего типа применяются в тех случаях, когда зафиксированную в них деталь в процессе ее обработки необходимо периодически выдвигать из зажимного устройства. Конструкция такой цанги состоит из стальной втулки, на боковой поверхности которой выполнено три надреза, формирующих пружинящие зажимные лепестки, а также из трубки, через внутреннее отверстие которой заготовка подается в зону обработки. Перед началом использования такого механизма цанговая втулка вкручивается в резьбовое отверстие в трубке, а конец обрабатываемой заготовки пропускается между лепестками зажимного механизма. За подачу заготовки в зону обработки отвечает специальный шток, приводимый в действие посредством кулачкового или гидромеханического механизма.
Зажимная цанга, которая также выполнена в виде втулки с пружинящими лепестками, обеспечивает только фиксацию заготовки, без ее подачи в зону выполнения обработки. В зависимости от диаметра хвостовика инструмента или обрабатываемой заготовки, которые фиксируются при помощи цангового механизма, количество лепестков может быть различным. Так, для фиксации инструментов и заготовок с диаметром не больше 3 мм используются трехлепестковые цанги, с диаметром от 3 до 80 мм – четырехлепестковые, с диаметром более 80 мм – шестилепестковые.
Для фиксации инструментов и заготовок самого маленького диаметра нужны разъемные зажимные цанги, в конструкции которых присутствуют специальные пружины, отвечающие за разжимание кулачков. Цанги данного типа могут дополнительно комплектоваться вкладышами, подбираемыми в зависимости от диаметра инструмента или заготовки.
Цанговые держатели с цилиндрическим хвостовиком
Цанговые патроны, конструкция которых дополнена еще одной гайкой, могут использоваться для фиксации инструментов небольшого диаметра с хвостовиком, имеющим форму конуса Морзе. Минусом цанг данного типа является то, что для инструментов различного диаметра необходимо использовать отдельный зажимной механизм.
Точение заготовок небольшого диаметра, выполняемое на станках продольного типа, также может выполняться с применением цанговых зажимных механизмов. Цанговые патроны, используемые в подобных случаях, отличаются своей конструкцией от обычных моделей.
Рекомендации по выбору
Технические параметры цангового патрона с конусным хвостовиком, учитываемые при подборе оснастки
Простейший цанговый зажим, при помощи которого на валу электродвигателя фиксируется сверло, можно сделать и своими руками. Для изготовления такого фиксирующего механизма, который можно использовать только при выполнении сверлильных работ по мягким материалам, вам потребуются:
Из стальной проволоки, наматываемой на оправку, формируется пружина, которая затем тщательно пропаивается. После этого самодельная цанга может использоваться по назначению.
Как цанга переродила токарное ремесло: цанговый зажим для токарного станка
Трехкулачковый зажимной механизм, конечно же, способен ежеминутно сжимать и разжимать детали в процессе обработки, но такой режим богат контраргументами и главные из них – разорительно для собственно производителя и утомительно для станочника.
Назначения
Цанговый патрон – это механизм, предназначенный для быстротечного зажима цилиндрического и иного сечения (четырехгранных, шестигранных и др.) прутков, заготовок или режущего инструмента. Чаще применяются при финишных операциях.
Цанга – это стальная калёная втулка (или из иного упругого материала) с неполными разрезами по бокам, образующие лепестки, пружинящего свойства (возвращаются в исходное положение). Эти свойства применены в основах процесса зажима — разжима и центрирования заготовки в рабочей зоне станка.
Эффект от внедрения данного типа зажимов проявлен при:
Применением выравнивающих вкладышей решается проблема несоответствия поверхности заготовки размерам цангового зажимного механизма.
Виды цанг
Зажимные цанговые устройства конструктивно разделены на:
По назначению разделены на:
Как работает цанговый зажим?
Выполнен в виде втулки с усеченным конусом, имеющим отверстие заданной конфигурации (круглое, четырехгранное, шестигранное и др.). Вдоль цанги сделаны пропилы, формирующие зажимные лепестки с коническими рабочими поверхностями.
Принцип работы устройства таков:
Конструктивные особенности
Цанги изготавливают из инструментальных и легированных сталей с особенностью закалки:
Какой лучше выбрать?
Способы установки токарных цанговых патронов на шпинделе станка определяют выбор. Принятие решения о выборе оборудования должно обосновываться на точном знании диаметра пояска и параметров конусности.
Вариантов установки зажимного механизма в станке обнаружено три:
Диаметр хвостовика инструмента или обрабатываемой заготовки определяет количество зажимных лепестков цанги.
При выборе ВАЖНО ПОМНИТЬ, что для инструментов и заготовок, различных форм и размеров, должны применяться соответствующие им цанговые втулки.
Инструменты и оборудование, изготовленные из калёных или легированных сталей, прослужат дольше и окупятся с лихвой, если при выборе предпочтение будет за дорогими по качеству и от известного производителя.Цанговый патрон: устройство, конструкция, принцип работы и действия зажима
Виды зажимных патронов
В токарных, сверлильных и фрезерных станках по металлу используются патроны с механическим или ручным зажимом 2-х, 3-х или 4-х кулачковые. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые применяются при изготовлении фасонных отливок. В 3-х кулачковые крепят шестигранные и круглые болванки с конусом Морзе. А при обработке несимметричных, прямоугольных или прутков удобнее 4-х кулачковые наборы.
Все зажимные делятся на следующие категории:
Патрон сверлильный самозажимной используется на универсальных или специальных токарных станках. Их устройство позволяет сильнее перенести усилие зажима при крутящем моменте значительно меньшем, нежели спиральные патроны. Конструкция выполняется из закаленной стали и набор кулачков из такого же металла.
В комплект поставки входит набор крепежных болтов и кулачков. Нередко патроны, идущие в набор к сверлильному или фрезерному станку, достаточно быстро ломаются, так как сделаны из некачественного металла. Квалифицированный токарь своими руками может сделать новый.
Принцип работы цангового патрона
Патроны с набором сменных цанг используются для крепления осевых заготовок и резцов на фрезерных, токарных, сверлильных станках, оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Существует множество размеров и видов цанговых патронов, которые работают по одному принципу. Самозажимная гайка подает давление на торец цанги, которая передвигается в конусный проем, диаметр ее уменьшается за счет сдавливания, крепко удерживая хвостовой конец Морзе резака. Чтобы изъять резак или деталь свинчивается гайка, давление уменьшается и цанга разжимается.
Преимущество цанговых патронов перед иными в малых радиальных биениях заготовки, установленной в такое зажимное устройство. Закрепленная в самозажимном патроне, деталь отлично центрируется. В отличие от быстрозажимных (БЗП), используемых в дрелях, самозажимные работают без ключей, которые часто теряются.
Обычно такие крепления используют для обработки втулок, цилиндрических деталей с хвостовиком Морзе, прутков. Очень удобны они для вторичного крепления уже обработанной детали. Если профиль детали не соответствует форме входного отверстия патрона, используются сменные картриджи из набора.
Конструкция цангового патрона
Патрон состоит из зажимной гайки и набора цанг. Есть с выдвижной, втягиваемой или неподвижной цангой. По назначению цанги могут быть зажимными или подающими.
Цельная зажимная цанга — это втулка с лепестками, пружинящими при воздействии. Для работы деталей диаметром менее 3 мм используются трехлепестковые цанги, от 3 до 80 мм — четырехлепестковые, более 80 мм — шестилепестковые. Сцепление увеличивается за счет уменьшения просвета прорезей во время втягивания цанги внутрь патрона.
Разъемная зажимная цанга — применяется для крепления деталей самого маленького диаметра. Кулачки такого патрона раздвигаются с помощью пружин. Разъемные цанги могут комплектоваться вкладышами на смену, их вид и габариты зависят от характеристик заготовки.
В цанговых патронах крепят и металлообрабатывающий инструмент (сверла, метчики, фрезы) с малым поперечником хвостовика Морзе. Резец закрепляется сменной цангой, дополнительно укрепляемой гайкой. Во время завинчивания гайки цанга утапливается внутрь, а будучи упругой, крепко зажимает хвостовик Морзе. Минус этого вида патрона в том, что под каждый диаметр резца необходима своя цанга.
Как выбрать цанговый патрон
Первое условие при выборе самозажимного патрона — крепление к шпинделю. Зажим может устанавливаться прямо на шпиндель, через переходник или накручиваться на резьбу.
Количество кулачков: в наборе может быть два, четыре, шесть. Цена изделия зависит от количества, формы и металла. В зависимости от вида работ можно приобрести крепеж из твердого сплава металла или мягкого.
Как самостоятельно сделать патрон
Для выполнения работ по дереву, мягким металлам и пластмассам, домашнего изготовления печатных плат подойдет мини-дрель небольшой мощности, сделанная своими руками. Проще всего оснастить ее уже готовым мини-самозажимным креплением из ручки или карандаша. Но если таковых под рукой нет, мини-цангу совсем несложно сделать своими руками. Необходимы: паяльник, стальная проволока толщиной 1 мм, припой.
Видеоролик о том, как квалифицированный токарь по металлу сделал своими руками самозажимной патрон:
Патрон цанговый
Содержание: Скрыть Открыть
Сфера применения цанговых патронов и основные преимущества
Фиксирующая оснастка со сменными цангами широко применяется для установки резцов и осевых заготовок на различных типах металлорежущих станков. Применяется она и на станках с ЧПУ благодаря высокой надежности зажима и быстрой смене инструмента. Цанговое крепление оптимально для фиксации прутков и других деталей цилиндрической формы. Его применение удобно и для повторного крепления обработанной детали.
Основные достоинства цангового метода фиксации:
Основным недостатком цанговых патронов является ограниченный диаметр хвостовиков устанавливаемых инструментов и заготовок. Для расширения типоразмеров инструмента возможно использование переходных втулок.
Особенности конструкции
Цанговые патроны различаются по виду и размеру, но все они работают по единому принципу. Оснастка состоит из набора цанг и самозажимной гайки, которая создаёт давление на торец цанги. Из-за усилия давления цанга смещается в конусный проем, одновременно уменьшаясь в диаметре и обеспечивая усилие сжатия детали или хвостовика инструмента. Для съёма детали гайка свинчивается, увеличивая диаметр цанги.
Существуют патроны с втягиваемой, неподвижной и выдвижной цангами. По назначению данный элемент может быть подающим или зажимным. Подающая представляет собой втулку с тремя пружинящими лепестками и концами, направленными в сторону центра. Цанга накручивается на вращающийся шток, подающий заготовку посредством кулачкового механизма или гидропривода. Упругость лепестков обеспечивает плотное сжатие инструмента или детали.
Конструкция цельной зажимной цанги представляет собой пружинящую втулку с лепестками. Количество лепестков зависит от диметра фиксируемой детали:
Для крепления деталей и инструмента наименьшего диаметра применяются патроны с зажимными разъёмными цангами. Движение и фиксацию кулачков в данной конструкции обеспечивают специальные пружины.
Основные правила выбора цангового патрона
Условные обозначения
Действующие ГОСТы
Трехкулачковый зажимной механизм, конечно же, способен ежеминутно сжимать и разжимать детали в процессе обработки, но такой режим богат контраргументами и главные из них – разорительно для собственно производителя и утомительно для станочника.
Назначения
Цанговый патрон – это механизм, предназначенный для быстротечного зажима цилиндрического и иного сечения (четырехгранных, шестигранных и др.) прутков, заготовок или режущего инструмента. Чаще применяются при финишных операциях.
Цанга – это стальная калёная втулка (или из иного упругого материала) с неполными разрезами по бокам, образующие лепестки, пружинящего свойства (возвращаются в исходное положение). Эти свойства применены в основах процесса зажима — разжима и центрирования заготовки в рабочей зоне станка.
Эффект от внедрения данного типа зажимов проявлен при:
Применением выравнивающих вкладышей решается проблема несоответствия поверхности заготовки размерам цангового зажимного механизма.
Конструкция цанги
Устанавливающая оснастка самой цанги, как правило, универсальна. Разные модели можно использовать применительно к одной группе станков. Но часть, которая обеспечивает крепление фрезерных хвостовиков, почти всегда ориентируется на ограниченный диапазон размеров. Что касается материала изготовления, то конструкционную основу формирует металл – обычно инструментальная сталь. Разве что в местах сопряжения с фиксируемой фрезой могут применяться вставки из твердотельных сплавов и специальной керамики. Это необходимо для повышения износостойкости рабочих поверхностей и предотвращения налипания раскаленного хвостовика к цанге.
Виды цанг
Зажимные цанговые устройства конструктивно разделены на:
По назначению разделены на:
Назначение и виды цанговых патронов
Цанги, выступающие в роли зажимных элементов, обеспечивают фиксацию не только инструментов для фрезера, но и заготовок, которые подвергаются обработке. В патронах, оснащенных цангами, в частности, одинаково успешно могут фиксироваться заготовки, подвергаемые как черновой, так и чистовой обработке.
По своему конструктивному исполнению цанговые патроны делятся на несколько основных типов:
Конструкция патронов с выдвижной и втягиваемой цангами
Как работает цанговый зажим?
Выполнен в виде втулки с усеченным конусом, имеющим отверстие заданной конфигурации (круглое, четырехгранное, шестигранное и др.). Вдоль цанги сделаны пропилы, формирующие зажимные лепестки с коническими рабочими поверхностями.
Принцип работы устройства таков:
Как работает зажимной цанговый механизм
Устройство простого цангового зажима
Соответственно, чтобы извлечь инструмент или заготовку из такого патрона, необходимо ослабить самозажимную гайку, уменьшив давление, которое она оказывает на цанговый зажим.
В патроне токарного станка могут зажиматься прутки различной формы благодаря сменным цангам
Цанговые патроны можно использовать для фиксации деталей, конфигурация поперечного сечения которых не соответствует форме их входного отверстия. Для того чтобы зафиксировать в цанговом патроне такую деталь, применяются специальные картриджи, поставляемые в комплекте с устройством.
Конструктивные особенности
Цанги изготавливают из инструментальных и легированных сталей с особенностью закалки:
Как правильно выбрать набор цанговых зажимов
При приобретении набора цанговых зажимов для ручного фрезера можно столкнуться с тем, что цанги будут не совсем качественными. Кроме того, они могут не совпадать с диаметрами хвостовиков инструментов, для фиксации которых предназначены. Такие ситуации, к сожалению, не являются большой редкостью и особенно характерны для тех случаев, когда приобретается дешевый набор или продукция от малоизвестных производителей. Выходом из таких ситуаций чаще всего становится только приобретение нового набора цанг для фрезера.
Чтобы не столкнуться с проблемой приобретения для фрезера цанг несоответствующего качества и неподходящего размера, лучше останавливать свой выбор на продукции проверенных производителей. Если такой возможности нет, надо внимательно проверять цанги, входящие в набор, на их соответствие требуемому качеству и стандартным размерам инструмента для фрезера.
Как устроены зажимные цанговые патроны
Зажимной цанговый патрон
Конструкция зажимного цангового патрона включает:
Принцип работы всех модификаций, отличающихся типоразмерами и особенностями устройства, одинаков: давление передается от гайки для зажима на конусное образование, а через него происходит формирование радиального сжимающего усилия, направленного на зажимаемую заготовку (инструмент, деталь).
Используемая цанга дала наименование наиболее распространенному цанговому патрону – ER. Преимущества цангового зажима над обычными патронами, применяемыми в токарных (фрезерных) станках состоят в:
Цанговый зажим
Применение цангового зажима для труб позволяет существенно упростить процесс сборки трубопровода и значительно снизить его стоимость, отказавшись от услуг сторонних специалистов.
Выделяют три разновидности данного соединительного элемента по его назначению для определенных типов конструкций:
Вид цанги зажимной для трубы подбирается, исходя из того, какой материал был использован для ее изготовления:
Уточнив диаметр трубы, можно приступать к сборке конструкции.
Обратите внимание! Единственное ограничение состоит в том, что цангу прямого зажима не принято устанавливать в труднодоступных местах. Причина такова: подобные конструкции нуждаются в периодическом осмотре и подтягивании ослабевших элементов, поэтому доступ к ним должен быть прост.
Сборно-разборная конструкция прямого зажима
Сборно-разборную конструкцию для прямого зажима легко установить. Пружинистая разрезная втулка давит на трубу изнутри, сверху придавливается контргайкой уплотнительное кольцо. Через кольцо прижимное усилие передается на стенки трубы, которые плотно зажимаются на втулке.
Особенности цангового патрона
Данное приспособление легко спутать с кулачковым патроном, который используется не только в станках, но и в составе ручных обрабатывающих инструментов. Объединяются они тем, что выступают универсальным средством захвата насадки. Впрочем, в обоих случаях универсальность условна, так как речь может идти об определенных типоразмерах хвостовиков. Главной особенностью цангового патрона является возможность регулировки зажима по диаметру применяемого инструмента. Более того, крепление может обеспечиваться в отношении хвостовиков с разным сечением и формой. Обычно применяются цилиндрические и прямоугольные стержни, но существуют и специальные модели для захвата треугольных элементов.