Клиновые токарные патроны

Эксплуатация в промышленности токарных патронов различных типов показала, что клиновые патроны обеспечивают более высокую точность центрирования заготовки, чем рычажные. Принцип действия клиновых патронов основан на одновременном перемещении кулачков патрона с помощью осевого движения вперед втулки, которая имеет три клиновых паза, сопрягающихся с клиновыми пазами на внутренних концах кулачков. Большая поверхность контакта прямолинейных клиновых пазов кулачка с пазами втулки обеспечивает высокую точность движения кулачков и ее сохранение при эксплуатации.

Быстрая переналаживаемость

Для станков с ЧПУ, на которых обрабатываются небольшие партии деталей, важна возможность быстрой переналадки патрона. Одна из конструкций клинового быстропереналаживаемого патрона типа ПБК показана на рис. 1. Кулачки 4 перемещаются с помощью втулки 2. Быстрая переналадка каждого из кулачков 7 на требуемый размер производится при повороте винта 6 на 90° с помощью ключа. На части окружности винта резьба срезана, поэтому кулачок расцепляется с винтом и может быть легко заменен или передвинут в пазах корпуса 1 в радиальном направлении на необходимую величину.

Рис. 1. Токарный быстропереналаживаемый клиновой патрон

При обратном повороте винта его резьба входит в зацепление с полугайкой, образованной резьбовой поверхностью кулачка 7, и фиксирует его в новом положении относительно основного кулачка 4. В рабочем положении винт удерживается шариковым фиксатором 5. Для отсчета положения кулачка на торце корпуса патрона нанесены кольцевые риски. Переналадка всех трех кулачков на другой диаметр закрепляемой заготовки занимает не более 2 мин.

Закрепление заготовки

Закрепление заготовки осуществляется с помощью гидравлического или пневматического привода, размещенного на заднем конце полого шпинделя и связанного штоком 3 с патроном. При осевом движении клина три основных кулачка 4 и связанные с ними кулачки 7 перемещаются в радиальном направлении и зажимают заготовку.

Применение для изготовления основных деталей высококачественных сталей с термообработкой до твердости HRC, 60 повышает надежность, точность и долговечность патрона. В патроне типа ПБК-315 диаметром 315 мм можно закреплять заготовки диаметром от 12 до 310 мм при ходе кулачков (от механизированного привода) 6 мм и максимальной тяговой силе на штоке 50000 Н.

Автоматизация

Для станков с ЧПУ и ГПС разработаны конструкции патронов с автоматически переналаживаемыми на необходимый диаметр заготовки кулачками. В одной из таких конструкций патрона зубчатые клиновые рейки, перемещающие кулачки, имеют участок без зубьев, который дает возможность кулачкам выйти из зацепления с рейками.

Для переналадки патрона сначала программируется такая частота вращения шпинделя, чтобы под действием центробежных сил расцепленные с рейками кулачки разошлись до наибольшего диаметра. Затем частота вращения шпинделя снижается до минимальной и ролик, перемещающийся по программе, воздействует на внешние концы кулачков и сближает их до необходимого положения, после чего клиновые рейки перемещаются в исходное положение, входя в зацепление с кулачками.