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.

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.

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:

• 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.

Читайте также: токарный станок 1П611, детальное описание, технические характеристики

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.

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.

Читайте также: токарный станок с ЧПУ своими руками

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.

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.