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.

Применение легких станков (массой до 1000 кг) эти вызовы не решали, а с проблемой покончили изобретением цанги в зажимном устройстве, впоследствии переселившиеся в прутковые автоматы и обрабатывающие центры с ЧПУ.

chang-patron

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.

chang-patron-2

Эффект от внедрения данного типа зажимов проявлен при:

  • восстановлении режущих кромок свёрл, метчиков и фрез;
  • производстве деталей из пруткового материала, труб и точного литья;
  • фиксации заготовок с обратной поверхностью;
  • работе по предварительно обработанному материалу.

Применением выравнивающих вкладышей решается проблема несоответствия поверхности заготовки размерам цангового зажимного механизма.

chang-patron-5

Виды цанг

Зажимные цанговые устройства конструктивно разделены на:

  • втягиваемые – зажим происходит при утоплении цанги в зажимном механизме;
  • выдвижные – фиксируют заготовки при их выдвижении из патрона;
  • неподвижные – зажимают деталь наездом конусного отверстия зажимного устройства на коническую рабочую поверхность неподвижной цанги.

chang-patron-3

По назначению разделены на:

  • подающие – захватывают и выдвигают часть прутка в зону обработки;
  • зажимные – только фиксируют заготовку в патроне (подобие цанги цангового карандаша), без выполнения иных функций.

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:

  • при зажиме, в отверстие, образованное зажимными лепестками:
    вставляется заготовка;
  • патрон закручивается по резьбе;
  • коническая поверхность патрона наезжает на рабочую поверхность цанги;
  • лепестки сжимаются, захватывая и центрируя заготовку;
    устройство зажимает предмет.
  • извлекается деталь вращением патрона в обратном направлении и снятием его усилия с поверхности лепестков цанги.

Конструктивные особенности

Цанги изготавливают из инструментальных и легированных сталей с особенностью закалки:

  • рабочую часть закаливают до требуемой твёрдости;
  • хвостовик подвергают отпуску до оптимальной величины.
  1. Будучи самозажимными, устройства не требуют применения дополнительных винтов, шпилек или стопорных элементов.
  2. Точность центрирования обеспечивается упруго деформируемыми зажимными элементами, называемые лепестками, перемещающимися в рабочем пространстве одновременно. Этим обеспечивается их самоцентрирование.
  3. Погрешность точности центрирование детали не превышает 0.05 – 0.08 мм.
  4. Усилия при изгибе лепестков не должны превышать пределы значений их упругости. Отсюда, требование к точности диаметра детали для базирования в зажимном устройстве.
  5. БЕЗОСТАНОВОЧНЫЙ цанговый патрон Батроханова, позволяет вести установку и смену заготовок без остановки вращения шпинделя. Скорость обработки ограничивается частотой оборотов, какие способны выдержать подшипники станка.
  6. Характерной особенностью цанговых устройств является:
  • применимость в диапазоне размеров заготовок, от минимальных до ниже средних;
  • высокая скорость резания при малых подачах;
  • повышенные требования к точности размеров заготовок и хвостовиков инструмента и их незначительные отличия от размеров отверстий, образованных зажимными лепестками.

chang-patron-4

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:

  • посредством специального фланца;
  • посадкой на конус Морзе;
  • навинчивание на резьбовой конец шпинделя.

Диаметр хвостовика инструмента или обрабатываемой заготовки определяет количество зажимных лепестков цанги.

  • шестилепестковый – для диаметров свыше 80 мм;
  • четырехлепестковый – до 80 мм;
  • трёхлепестковый – до 3 мм.

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.