Токарный патрон – это основной элемент оснастки токарного станка, представляющий собой зажимное устройство для фиксации заготовок на шпинделе.
Основное назначение токарного патрона заключается в обеспечении надежного крепления заготовок различного размера и формы для проведения токарной обработки. Патрон позволяет производить обработку на высоких скоростях вращения, обеспечивает точность установки и необходимое усилие зажима. Изготавливается из прочных марок чугуна или закаленной инструментальной стали.
Токарный патрон является обязательным элементом оснастки для всех типов токарных станков. Для эффективной работы рекомендуется иметь несколько патронов разного размера и конструкции, подбираемых под конкретные задачи обработки.
Токарный патрон устанавливается на переднюю бабку станка. Передача вращения осуществляется от электромотора через коробку передач и раздаточную коробку.
На «универсалы» ставят токарные патроны с ручным приводом, на токарные станки с ЧПУ устанавливаются дополнительно и механизированные патроны с приводом, прим этом усилие зажима и точность обработки значительно увеличивается.
Основные параметры при выборе патрона:
- рабочий диаметр патрона и соответственно максимальный диаметр зажимаемой заготовки;
- тип и размеры крепления;
- тип зажимного механизма (самоцентрирующийся, с независимым перемещением кулачков, гидравлический)
- количество и расположение кулачков (зажимных элементов)
Токарные патроны бывают следующих диаметров: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 720, 800, 1000, 1250 мм.
Размеры патронов токарных ГОСТ 2675-80 представлены в таблице:
Тип 1 |
Тип 1 |
Тип 2 |
Тип 2 |
Тип 3 |
Тип 3 |
Тип 4 |
Тип 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исп 1 |
Исп 2 |
Исп 1 |
Исп 2 |
Исп 1 |
Исп 2 |
Исп 1 |
Исп 2 |
D, мм |
D1, мм |
D2, мм |
D3, мм |
n отв.d |
Шаг кулачка, мм |
Nmax, min-1 |
Максимальный момент на ключе M max, Нм |
Pmin, kH |
Условный конус шпинделя |
Размер под ключ, мм |
Масса брутто, кг |
Объем тары, м.куб. |
3-80.01.11 (7100-0001) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
80 |
55 |
66 |
16,5 |
3хМ6 |
6 |
4000 |
35 |
10 |
- |
6 |
2,7 |
0,002 |
3-100.02.24(7100-0002) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
100 |
72 |
86 |
20 |
3хМ8 |
6 |
3600 |
50 |
17 |
- |
9 |
4,4 |
0,004 |
k-125.03.24 |
k-125.04.20 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
125 |
95 |
108 |
32 |
3хМ8 |
7 |
2500 |
75 |
24 |
- |
9 |
6 |
0,005 |
- |
- |
k-125.03.25(7100-0025) |
k-125.04.25 |
- |
- |
- |
- |
125 |
53,975 |
75 |
32 |
3хМ10 |
7 |
2500 |
75 |
24 |
3 |
9 |
6 |
0,005 |
- |
- |
k-125.03.26(7100-0026) |
k-125.04.26 |
- |
- |
- |
- |
125 |
63,513 |
85 |
32 |
3хМ10 |
7 |
2500 |
75 |
24 |
4 |
9 |
6 |
0,005 |
k-160.05.14(7100-0005) |
k-160.06.20(7100-0006) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
160 |
130 |
142 |
45 |
6хМ8 |
7 |
2200 |
125 |
31 |
- |
9 |
10 |
0,007 |
- |
- |
k-160.05.27(7100-0027) |
k-160.06.27(7100-0028) |
- |
- |
- |
- |
160 |
63,513 |
85 |
45 |
3хМ10 |
7 |
2200 |
125 |
31 |
4 |
9 |
10 |
0,007 |
- |
- |
k-160.05.29(7100-0029) |
k-160.06.29(7100-0030) |
- |
- |
- |
- |
160 |
82,563 |
104,8 |
45 |
4хМ10 |
7 |
2200 |
125 |
31 |
5 |
9 |
10 |
0,007 |
- |
- |
- |
- |
3-200.59.14(7100-0059) |
3-200.60.20(7100-0060) |
- |
- |
200 |
63,513 |
82,6 |
60 |
3х12 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
4 |
12 |
24 |
0,022 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-200.75.14 |
3-200.76.20 |
200 |
63,513 |
82,6 |
60 |
3хМ10 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
4 |
12 |
24 |
0,022 |
k-200.07.14(7100-0007) |
k-200.08.20(7100-0008) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
200 |
165 |
180 |
60 |
6хМ10 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
- |
12 |
24 |
0,022 |
- |
- |
k-200.31.14(7100-0031) |
k-200.32.20(7100-0032) |
- |
- |
- |
- |
200 |
82,563 |
104,8 |
60 |
4хМ10 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
5 |
12 |
24 |
0,022 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-200.77.14 |
3-200.78.20 |
200 |
82,563 |
104,8 |
60 |
6хМ12 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
5 |
12 |
24 |
0,022 |
- |
- |
k-200.33.14(7100-0033) |
k-200.34.20(7100-0034) |
- |
- |
- |
- |
200 |
106,375 |
133,4 |
60 |
4хМ12 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
6 |
12 |
24 |
0,022 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-200.79.14 |
3-200.80.20 |
200 |
106,375 |
133,4 |
60 |
6хМ16 |
8 |
4000 |
160 |
37 |
6 |
12 |
24 |
0,022 |
- |
- |
- |
- |
3-250.61.34(7100-0061) |
3-250.62.30(7100-0062) |
- |
- |
250 |
82,563 |
104,8 |
80 |
6х12 |
9 |
3500 |
180 |
46 |
5 |
12 |
38 |
0,027 |
k-250.09.34(7100-0009) |
k-250.10.30(7100-0010) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
250 |
210 |
226 |
80 |
6хМ12 |
9 |
3500 |
180 |
46 |
- |
12 |
38 |
0,027 |
k-250.09.44 |
k-250.10.40 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
250 |
210 |
226 |
80 |
6хМ12 |
10 |
3500 |
180 |
46 |
- |
12 |
38 |
0,027 |
- |
- |
k-250.35.34(7100-0035) |
k-250.36.30(7100-0036) |
- |
- |
- |
- |
250 |
106,375 |
133,4 |
80 |
4хМ12 |
9 |
3500 |
180 |
46 |
6 |
12 |
38 |
0,027 |
- |
- |
k-250.35.44 |
k-250.36.40 |
- |
- |
- |
- |
250 |
106,375 |
133,4 |
80 |
4хМ12 |
10 |
3500 |
180 |
46 |
6 |
12 |
38 |
0,027 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-250.81.34 |
3-250.82.30 |
250 |
106,375 |
133,4 |
80 |
6хМ16х1,5 |
9 |
3500 |
180 |
46 |
6 |
12 |
38 |
0,027 |
- |
- |
k-250.37.34(7100-0037) |
k-250.38.30(7100-0038) |
- |
- |
- |
- |
250 |
139,719 |
171,4 |
80 |
4хМ16 |
9 |
3500 |
180 |
46 |
8 |
12 |
38 |
0,027 |
- |
- |
k-250.37.44 |
k-250.38.44 |
- |
- |
- |
- |
250 |
139,719 |
171,4 |
80 |
4хМ16 |
10 |
3500 |
180 |
46 |
8 |
12 |
38 |
0,027 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-250.83.34 |
3-250.84.30 |
250 |
139,719 |
171,4 |
80 |
6хМ20х1,5 |
9 |
3500 |
180 |
46 |
8 |
12 |
38 |
0,027 |
k-315.11.34(7100-0011) |
k-315.12.30(7100-0012) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
315 |
270 |
290 |
100 |
6хМ12 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
- |
14 |
63 |
0,043 |
- |
- |
- |
- |
3-315.63.34(7100-0063) |
3-315.64.30(7100-0064) |
- |
- |
315 |
106,375 |
133,4 |
100 |
6х14 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
6 |
14 |
63 |
0,043 |
- |
- |
k-315.39.34(7100-0039) |
k-315.40.30(7100-0040) |
- |
- |
- |
- |
315 |
106,375 |
133,4 |
100 |
4хМ12 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
8 |
14 |
63 |
0,043 |
- |
- |
k-315.41.34(7100-0041) |
k-315.42.30(7100-0042) |
- |
- |
- |
- |
315 |
139,719 |
171,4 |
100 |
4хМ16 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
8 |
14 |
63 |
0,043 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-315.85.34 |
3-315.86.30 |
315 |
139,719 |
171,4 |
100 |
6хМ20х1,5 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
8 |
14 |
63 |
0,043 |
- |
- |
k-315.55.34 |
k-315.56.30 |
- |
- |
- |
- |
315 |
196,869 |
235 |
100 |
6хМ20х1,5 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
11 |
14 |
63 |
0,043 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-315.87.34 |
3-315.88.30 |
315 |
196,869 |
235 |
100 |
6хМ22х1,5 |
10 |
2800 |
200 |
55 |
11 |
14 |
63 |
0,043 |
k-400.15.34(7100-0015) |
k-400.16.30(7100-0016) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
400 |
340 |
368 |
136 |
6хМ16 |
10 |
1600 |
280 |
65 |
- |
17 |
106 |
0,063 |
- |
- |
- |
- |
3-400.65.34(7100-0065) |
3-400.66.30(7100-0066) |
- |
- |
400 |
139,719 |
171,4 |
136 |
6х18 |
10 |
1600 |
280 |
65 |
8 |
17 |
106 |
0,063 |
- |
- |
k-400.43.34(7100-0043) |
k-400.44.30(7100-0044) |
- |
- |
- |
- |
400 |
139,719 |
171,4 |
136 |
4хМ16 |
10 |
1600 |
280 |
65 |
8 |
17 |
106 |
0,063 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-400.89.34 |
3-400.90.30 |
400 |
139,719 |
171,4 |
136 |
6хМ20х1,5 |
10 |
1600 |
280 |
65 |
8 |
17 |
106 |
0,063 |
- |
- |
k-400.45.34(7100-0045) |
k-400.46.30(7100-0046) |
- |
- |
- |
- |
400 |
196,869 |
235 |
136 |
6хМ20 |
10 |
1600 |
280 |
65 |
11 |
17 |
106 |
0,063 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3-400.91.34 |
3-400.92.30 |
400 |
196,869 |
235 |
136 |
6хМ22х1,5 |
10 |
1600 |
280 |
65 |
11 |
17 |
106 |
0,063 |
Тип 1 – с цилиндрическим центрирующим пояском и с креплением через промежуточный фланец по ГОСТ 3889;
Тип 2 – с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593;
Тип 3 – с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595;
Тип 4 – с креплением на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 26651 (типа Кэмлокк).
D – диаметр патрона;
D1 - диаметр посадочного отверстия или максимальный диаметр конусной поверхности;
D2 - диаметр расположения крепежных отверстий;
D3 - диаметр отверстия в корпусе;
n отв. d - количество и размер крепежных отверстий.
Все типы токарных патронов изготавливаются в 2-х исполнениях:
Исполнение 1 – с цельными кулачками;
Исполнение 2 – со сборными кулачками.
Согласно ГОСТ 1654 по классу точности токарные патроны бывают:
для патронов из чугуна:
Н – нормальный;
П – повышенный;
для патронов из стали:
В – высокий;
А – особо высокий.
Допуски радиального и торцевого биений в зависимости от диаметра патрона D и класса точности, мкм.
Радиальное биение наружного диаметра патрона, мкм.:
|
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
|
D, мм |
ISO 3089 |
Н |
П |
В |
А |
80 |
20 |
40 |
25 |
15 |
10 |
100 |
20 |
40 |
25 |
15 |
10 |
125 |
20 |
40 |
25 |
15 |
10 |
160 |
30 |
50 |
30 |
20 |
12 |
200 |
30 |
50 |
30 |
20 |
12 |
250 |
40 |
60 |
40 |
25 |
15 |
315 |
40 |
60 |
40 |
25 |
15 |
400 |
50 |
80 |
50 |
30 |
20 |
Радиальное биение контрольных оправок и контрольных колец, мкм.:
ISO 3089 |
ISO 3089 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
|
D, мм |
O |
K |
Н |
П |
В |
А |
80 |
40 |
30 |
60 |
50 |
30 |
20 |
100 |
40 |
30 |
60 |
50 |
30 |
20 |
125 |
40 |
30 |
75 |
50 |
30 |
20 |
160 |
60 |
50 |
75 |
60 |
40 |
25 |
200 |
60 |
50 |
75 |
60 |
40 |
25 |
250 |
80 |
70 |
100 |
80 |
50 |
30 |
315 |
80 |
70 |
100 |
80 |
50 |
30 |
400 |
100 |
90 |
100 |
80 |
60 |
40 |
Торцевое биение контрольных колец, мкм.:
|
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
Класс точности патрона по ГОСТ-1654 |
|
D, мм |
ISO 3089 |
Н |
П |
В |
А |
80 |
30 |
40 |
30 |
20 |
15 |
100 |
30 |
40 |
30 |
20 |
15 |
125 |
30 |
50 |
40 |
30 |
20 |
160 |
40 |
50 |
40 |
30 |
20 |
200 |
40 |
50 |
40 |
30 |
20 |
250 |
50 |
70 |
50 |
30 |
20 |
315 |
50 |
70 |
50 |
40 |
30 |
400 |
60 |
80 |
50 |
40 |
30 |
Размеры закрепляемых заготовок
Диаметр патрона |
80 |
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
400 |
A |
3-25 |
4-35 |
5-45 |
4-70 |
6-95 |
6-120 |
10-140 |
20-200 |
B |
25-45 |
40-70 |
40-80 |
45-105 |
65-150 |
70-180 |
90-220 |
100-280 |
C |
45-65 |
50-80 |
70-110 |
110-170 |
125-210 |
140-250 |
160-290 |
200-380 |
D |
30-50 |
35-65 |
40-80 |
65-125 |
60-145 |
85-195 |
95-220 |
120-320 |
E |
50-70 |
60-90 |
80-120 |
100-160 |
120-205 |
155-265 |
180-310 |
320-400 |
F |
- |
- |
- |
4-60 |
6-80 |
6-105 |
10-130 |
20-175 |
G |
- |
- |
- |
60-110 |
65-135 |
90-180 |
95-215 |
125-285 |
H |
- |
- |
- |
90-140 |
125-195 |
140-230 |
175-295 |
210-360 |
I |
- |
- |
- |
65-115 |
75-160 |
90-180 |
95-215 |
110-265 |
J |
- |
- |
- |
85-135 |
120-205 |
140-230 |
160-280 |
205-360 |
Kmax |
- |
- |
- |
50 |
80 |
105 |
130 |
175 |
Lmax |
- |
- |
- |
250 |
260 |
315 |
380 |
460 |
Допускаемый дисбаланс патронов г х см:
Диаметр патрона |
Для патронов с ручным приводом |
Для патронов с ручным приводом |
Для патронов с ручным приводом |
Для патронов с ручным приводом |
Для патронов с механизированным приводом |
Н |
П |
В |
А |
||
250 |
250 |
160 |
100 |
63 |
71 |
315 |
355 |
224 |
140 |
90 |
153 |
400 |
500 |
310 |
200 |
140 |
497 |
В комплект поставки токарных патронов входят:
- токарный патрон с прямыми и обратными кулачками;
- ключ;
- паспорт;
- крепеж для установки патрона на шпиндель;
- смазка.
Токарные патроны классифицируются по количеству кулачков, что определяет их функциональность и область применения. Рассмотрим основные типы:
Двухкулачковые патроны
Предназначены для фиксации небольших заготовок асимметричной формы.
Трехкулачковые патроны
Относятся к самоцентрирующимся типам. Применяются для обработки круглых и шестигранных заготовок. Благодаря системе самоцентрирования обеспечивают высокую точность при работе с симметричными деталями.
Четырехкулачковые патроны
Особенность конструкции заключается в независимом креплении каждого зажима. Идеально подходят для обработки прямоугольных, квадратных заготовок и асимметричных деталей, где требуется индивидуальный подход к фиксации каждой стороны.
Шестикулачковые патроны
Характеризуются минимальным усилием зажима. Предназначены для работы с тонкостенными заготовками и деталями сложной формы, которые могут деформироваться при сильном зажиме.
Наиболее распространенные самоцентрирующиеся трехкулачковые токарные патроны. Патроны оснащены спиралью и шестерней, что обеспечивает одновременное перемещение всех трех кулачков при вращении ключа. Это позволяет точно центрировать заготовку относительно оси вращения.
Для работы с ассиметричными заготовками используют токарные патроны с независимым перемещением кулачков. Патроны изготавливаются по ГОСТ 3890 и предназначены для зажима и обработки пруткового материала, штучных заготовок сложной конфигурации, несимметричных, эксцентричных (отливки, поковки) заготовок на станках токарной группы. Патроны с наружным диаметром 630-1250 мм имеют на корпусе Т-Образные пазы для установки различных технологических приспособлений. Класс точности патронов Н или П по ГОСТ 1654.
Прямые кулачки - используются для закрепления заготовок с внешней стороны.
Обратные кулачки - предназначены для фиксации заготовок с внутренней стороны.
Мягкие кулачки служат заготовками для растачивания под нужный размер и обеспечивая термическую обработку.
Накладные кулачки — это составные элементы, которые состоят из двух частей – базовые кулачки (рейки) и сами накладные кулачки.
Часто возникает проблема изношенных кулачков с последующей заменой. Для подбора кулачков требуется точно измерить следующие размеры. Это связано с тем, что параметры кулачков патронов даже одного производителя разных годов выпуска могут отличаться.
Длина - A
Ширина - B
Высота - C
Полка - D
Паз - E
Шаг - S
Неисправность |
Возможные причины неисправности |
Способы устранения |
Крутящий момент, приложенный к рукоятке ключа для холостого перемещения кулачков, превышает допускаемые значения |
Загрязнение патрона |
Чистка и смазка патрона |
Появление забоин на сопрягаемых поверхностях |
Зачистка поверхностей, имеющих забоины |
|
Величина биения контрольных оправок или колец превышает допускаемые значения |
Неправильная установка патрона на шпиндель станка |
Переустановить патрон, обратив внимание на состояние посадочных поверхностей |
Износ рабочих поверхностей деталей патрона |
При возможности произвести ремонт патрона с заменой изношенных деталей |
|
Заклинивание патрона |
Загрязнение патрона |
Чистка и смазка патрона |
Задиры на трущихся поверхностях деталей |
При возможности произвести ремонт патрона |
|
Поломка деталей патрона |
Замена вышедших из строя деталей |