Патрон для самодельного токарного станка по дереву

Патрон токарного станка своими руками

Токарные станки даже в наше время играют огромную роль в производстве тех или иных деталей. Все комплектующие и вся оснастка на любых станках меняется со временем, так как поддаётся изнашиванию.

Все эти элементы оборудования должны быть качественными и прочными, так как качество готовой продукции целиком и полностью зависит от качества установленных деталей. Так и патрон токарного станка. Именно без этого элемента станок становится бесполезным. Ниже мы разберём всё, что касается этого элемента токарного станка. Начнём с того, что узнаем, что это за деталь.

Общие понятия

Патрон является одной из главных элементов токарного оборудования. Именно за счёт него производится крепление (установка) будущей заготовки. Крепится он на переднюю бабку с коробкой скоростей. Механизм патрона заключается в кулачковом устройстве.

Предназначение

Именно такая часть станка имеет самую важную миссию в любой обработке заготовки. За счёт кулачкового механизма, который расположен внутри самого патрона, заготовка зажимается и центрируется. Происходит это за счёт одновременного сужения кулачков вокруг плоскости заготовочной детали. После зажатия заготовки производится зажатие заготовки пинолем, расположенным на задней бабке. Когда эти действия сделаны, запускается станок и осуществляется вращение детали, которую можно обрабатывать.

Разновидность

В наше время различают токарные патроны по наличию крепёжных элементов (кулачков). Этих видов всего три:

Двух кулачковые

Такие патроны способны закреплять в себе сложные, несимметричные и фасонные детали. В таких патронах есть возможность закреплять не подверженные обработке поверхности. Применяются они при маленьком производстве, а также в серийном.

Трёх кулачковые

Такой вид оснащения является самым распространённым и применяется во всех работах. Позволяет обработать круглые и шестигранные детали. В таком виде патрона используют три разных кулачка. В не зависимости от этого производится центрирование заготовки вместе с зажиманием всех трёх кулачков.

Четырёх кулачковые

Такой вид применяется для обработки заготовок прямоугольной формы. Здесь, на каждый кулачок, размещён отдельный механический узел, который делает независимыми все кулачки.

Виды кулачковых патронов

Но разновидности патронов не заканчиваются тремя видами. Их также разделяют по механизму фиксации заготовки:

Цанговые

Состоят из втулки с прорезями, в которой расположены лепестки (различные модификации включают от 3 до 6 лепестков). Эти лепестки выполняют роль кулачков.

Клиновые

Такая разновидность оснастки используется в основном на станках с числовым программным управлением. Крепление заготовки производится с помощью 3-х кулачков, которые располагаются на пологом шпинделе.

Рычажные

В данных патронах расположены ползуны, с помощью которых передвигаются кулачки путём усилия рычагом. Такой вид используется при мало серийном производстве, а также для обработки единичной заготовки.

Мембранный вид

В данном случае используется пневмопривод, с помощью которого производится сжатие мембраны. Такой вид используется только при тонкой обработке, для снятия тоненького слоя стружки.

Сверлильные

Такие патроны схожи по принципу с патронами для ручных дрелей. При закручивании гайки, специальным ключом, кулачки плавно выдавливаются. За счёт такого действия происходит зажатие детали, либо инструмента.

Термопатрон

Этот вид приспособления очень неудобен в своей эксплуатации. Связано это с тем, что при креплении заготовки, производится термическое нагревание самого патрона, такие же действия производятся при снятии инструмента.

Гидропатрон

Аналогичный принцип действия, как в термопатроне. Зажатие детали производится за счёт жидкости, которая под давлением сдавливает кулачки. За счёт жидкостного содержимого в патроне, производится дополнительное гашение вибраций, которые возникают при работе.

Конструкция

Конструкция кулачкового токарного патрона

Рассмотрим элементы конструкции, из которых состоит сам токарный патрон:

Применяется для осуществления действий по зажиманию детали.

Пружина

Позволяет за счёт ключа совершить те или иные действия по зажиманию детали и наоборот.

Втулка

Производит свободный проход ключа.

Стопор

Предотвращает откручивание детали во время работы станка.

Шестерня

Передаёт вращательное движение на спиральный диск.

Фланец

Деталь, на которой закрепляется вся конструкция.

Диск спиральный

За счёт вращательного движения шестерни, этот диск приводит в действие кулачки.

Кулачок обратный

Применяется для зажима заготовки с внутренней стороны.

Кулачок прямой

Применяется для зажима заготовки с наружной стороны.

Корпус

Элемент детали, на которой располагается кулачковый механизм.

Кулачки накладные

Для зажима длинных и коротких деталей имеющих большие диаметры.

Каждая из деталей всего механизма выполняет определённую функцию и не является лишней.

Сборка по чертежам

Чертёж трёхкулачкового патрона

Сборка кулачкового патрона для токарного оборудования производится по схемам, которые можно скачать с просторов интернета и распечатать на принтере. Как правило, заводские патроны стоят больших денег и поэтому многие научились делать такие детали самодельными. Конструкцию они имеют простую, но довольно понятную. Перед началом сборки этого приспособления необходимо полностью понять весь механизм патрона и работы кулачкового механизма. Если нет возможности сделать такие элементы своими руками, то их можно заказать у любого токаря. Это будет стоить недорого.

Сборка начинается с фланца, на котором располагаются все необходимые отверстия для креплений. Следом за ним постепенно устанавливаются все детали механизма, которые завершаются накрыванием корпусом и креплением болтами всего патрона

Установка

Установка кулачкового патрона

Установка производится следующим образом и в строгой последовательности:

Установка оправки

Первым делом устанавливается эта деталь, чтобы обеспечить полноценное одевание патрона.

Установка самого патрона на шпиндель

При помощи оправы, надевается на шпиндель и крепится болтами.

Закрепление

Крепится патрон на шпиндель болтами. В данном случае хорошим помощником будет простой рожковый ключ.

Закрепление заготовки

После установки патрона, в него закрепляется деталь, заготовка или инструмент.

Освобождение патрона

После всех работ производится снятие оправки.

Важно знать! Данное приспособление должно быть подвержено частой разборке с целью смазки и чистки кулачкового механизма! Если патрон находится в съёмном состоянии, то его необходимо подготовить к хранению. Для этого кулачки сводят к центру, это обеспечивает сохранность центрирования, а отверстие в центре должно быть заткнуто чистой тряпкой или другим материалом. Это предотвратит попадание пыли на стенки отверстия.

Видео обзоры

Видео обзор установки на станок:

Видео обзор, разборка, чистка, полировка:

Видео обзор токарного патрона из дерева:

Видео обзор самодельного, токарного патрона из дерева (дешёвый вариант):

AlfFisher. Моя работа

Этот блог дополняет мою страницу на Ютуб.

Страницы

Популярные сообщения

воскресенье, 12 марта 2017 г.

Как сделать патрон для станка по дереву

Сегодня я продолжу тему самодельного токарного станка и оснастки к нему.

Давно я не снимал видео на эту тему.
И сейчас, пока видео еще готовится, я решил написать данную статью.

Я уже поднимал тему патрона в этой статье:
Самодельный токарный патрон.

В моей мастерской работает 2 токарных станка по дереву и еще один в процессе изготовления.

О большом станке я говорил в одном из старых видео:

—

—
А о втором (настольном) уже подробно рассказывал в этом видео:
—

—

Для обоих станков я сделал достаточно много оснастки.
Это и планшайбы, и разного рода трезубцы и приводные муфты,

и даже фланец с трех-кулачковым патроном Ф 80 мм. Но на маленьком станке я редко использую патрон из-за его большой инерции и массы.

Станок имеет довольно высокие обороты — 2700 об/мин (для простоты конструкции использован прямой привод — двигатель служит передней бабкой).

Ведь у этого патрона масса преимуществ:

Прежде всего он позволяет обрабатывать торец детали — сверлить, подрезать растачивать отверстия.

Во-вторых деталь в таком патроне фиксируется довольно прочно.

В-третьих он более безопасен чем разного рода самоделки с фиксацией заготовки болтами:

в-четвертых его масса (и соответственно инерция) совсем невелика, поэтому станку не нужен принудительный тормоз.

А теперь более подробно о моих самоделках, но сначала небольшое отступление.

Впервые я попробовал в работе чашечный патрон на «школьном» СТД-120. И мне понравилось на нем работать.

Этот патрон имел коническую резьбу крупного шага.

Повторить такую конструкцию в домашних условиях довольно сложно, поэтому я решил пойти другим путем.

Оба моих патрона — сварные, каждый состоит из трех деталей:
— втулки, с посадочным отверстием Ф 14 мм,
— шайбы, толщиной 4 мм,
и собственно
— трубы (резьбовой муфты).

Меньший патрон — резь бовой.
Для него я использовал железную водопроводную муфту на 1″

Преимущество резьбового патрона — более надежная
фиксация заготовки, так как она завинчивается в патрон и надежно фиксируется при помощи резьбы.

Но у такого патрона есть и обратная сторона — сложность извлечения остатка заготовки, который нужно вывинчивать, а не выбивать.

Этот процесс можно упростить, просверлив в остатке 2 отверстия и применив ключ, которым зажимают гайку фиксации отрезного диска на УШМ.

Видео о самодельном патроне:
=

=

Я сделал этот патрон раньше и по опыту эксплуатации решил сделать еще один, больший, без резьбы.

=

=

Для большего патрона я использовал водопроводную трубу внешним диаметром Ф 48 (1 1/2″)

Внутренняя поверхность патрона цилиндрическая, с небольшим «заходным» конусом, позволяющим более плотно забить заготовку.

В боковой стенке патрона есть два отверстия Ф 4 мм, в которые при необходимости можно завинтить шурупы для лучшей фиксации заготовки.

Также предусмотрены отверстия Ф 10 мм для контроля глубины (положения) заготовки

Чтобы изготовить эти патроны, я использовал токарный станок по металлу (ТВ-4) и сварочный аппарат.

Но есть и другой способ, который не требует сложного оборудования.

— на готовую втулку насаживается труба и фиксируется на 4 — 6 саморезами.

Картинка при клике открываются в полный размер .

Патрон с гладкой втулкой имеет внутреннее отверстие диаметром 42 мм,
но если размер заготовки меньше,

Далее заготовка протачивается в центрах, и на ней делается посадочный хвостовик, имеющий диаметр на 0.5 — 1 мм больше диаметра отверстия в патроне, и заготовка вбивается в патрон.

Для более плотной посадки хвостовик заготовки можно смочить водой.

Токарный станок по дереву своими руками: самодельный мини

Испокон веков дерево верой и правдой служило людям. Древесина является предметом труда мастера по изготовлению столярных изделий. Особенно большой популярностью пользуются вещи, сделанные на токарном станке. Многие токари-металлисты любят точить дерево. Умение работать на металлорежущем оборудовании мотивирует их изготовить токарный по дереву своими руками для домашней мастерской.

Деревообрабатывающий станок

На рынке деревообрабатывающей техники представлена обширная линейка токарных станков по дереву. Каждый потребитель делает свой выбор с учетом своих интересов, но главный критерий — это мощность привода. Для домашней мастерской, где токарные работы выполняются эпизодически, подойдёт простой настольный станочек с мощностью электродвигателя 1 киловатт и скоростью вращения шпинделя 3500 об/мин.

Главные узлы и механизмы станка по дереву отвечают классическому устройству токарной машины, обрабатывающей заготовки вращением. Три главных механизма:

• привод — электрический двигатель, однофазный или трёхфазный;
• передаточный — набор устройств, передающих вращение вала двигателя на шпиндельную бабку;
• исполнительный — это суппорт.

Четыре основных узла:

• станина — корпус, на котором закреплены механизмы;
• передняя шпиндельная бабка — для крепления планшайбы или токарного патрона;
• задняя фиксирующая бабка — для установки вращающего центра или сверлильного патрона.

Конструкционная особенность

Станок токарный по дереву своими руками можно собрать из подручного материала. Конструкция простая, много времени на изготовление не потребуется. Главная часть станка — станина, изготовленная из швеллера, в котором по центральной осевой линии прорезан болгаркой паз для фиксации подручника и задней бабки. Принцип фиксации — эксцентрический механизм.

Конструкция задней бабки стандартна. Пиноль имеет отверстие под конус Морзе № 2 для установки центра вращения. Хвостовик сверлильного патрона соответствует отверстию пиноли. Рекомендуется использовать заднюю бабку заводского изготовления.

Если самодельный токарный по дереву станок предназначен для точения и сверления деталей без требования к точности, его можно изготовить самостоятельно.

Под пиноль выточить полый цилиндр с глухой торцевой стенкой, в которой нарезана резьба под винт маховика. Подвижная часть пиноли — это цилиндр с коническим отверстием и шпоночным пазом на всю длину. Перемещается подвижная часть при помощи винта маховика по шпонке, приваренной в корпусе бабки.

Подручник классический, имеет функцию регулирования с фиксацией под диаметр обрабатываемой заготовки, основание подручника перемещается поперёк и вдоль станины. Фиксируется эксцентриком с ручкой. Верхняя часть — обычный уголок.

В передней бабке установлены два радиально-упорных подшипника. На валу шпинделя нарезана резьба М14, шаг два. Это резьба, которая используется на болгарках, шлифовальных машинках. Благодаря этому на шпиндель можно крепить все насадки, которые используются болгаркой.

С этой резьбой изготовлена планшайба под токарный патрон. Вращает всю эту конструкцию электрический двигатель от стиральной машинки мощностью 300 ватт.

Шпиндельная бабка своими руками

От точности изготовления передней бабки зависит качество всей конструкции. Поэтому на этот узел необходимо обратить особое внимание. Умельцы рекомендуют изготовить переднюю бабку токарного станка своими руками. Для этого нужно выточить цилиндрический корпус толщиной стенки 10 мм. Для крепления к станине нужно изготовить специальную стойку. Для этого подойдёт отрезок швеллера. Швеллер торцом приваривается к уголку, изготовленному из листовой стали толщиной 10 мм. На полученную стойку крепится корпус бабки.

Чтобы изготовить токарный станок по дереву своими руками, чертежи и размеры не имеют значения, так как каждый изготавливает конструкцию индивидуально, учитывая свои возможности. Цилиндрический корпус в разрезе:

• наружный диаметр 56 миллиметров;
• толщина стенки 10 миллиметров;
• длина 180 миллиметров;
• посадочные гнёзда под подшипники диаметром 24 миллиметра;
• вал диаметром 30 миллиметров.

Простые приспособления делают станок универсальным и увеличивают перечень операций. Например, установив в патрон шлифовальный барабан с наждачной бумагой, можно затачивать инструмент. Устройство для точения по копиру выглядит следующим образом:

• копир;
• труба, установленная вдоль станины, выполняющая роль салазок;
• дисковая электропила, выполняющая роль резца по дереву.

Приспособление для фрезерования заменит фрезерный станок. Оправка с дисковой фрезой

зажимается в патрон. Вместо подручника устанавливается рабочий стол с упорной линейкой. Фрезеровать можно наличники, плинтусы, заготовки для рамок.

Энтузиасты и любители изготавливать самоделки постоянно придумывают механизмы, облегчающие ручной труд. У таких людей на вопрос, как сделать станок по дереву, всегда есть ответ.

Токарный станочек-мини

Самодельный маленький токарный станочек по дереву умельцы ухитряются сделать, потратив 30 минут времени. Материал для изготовления древесно-стружечная плита толщиной 20 миллиметров или толстослойная фанера. Устройство имеет такую схему:

• основание 540х260х20 миллиметров;
• стойка под электродрель 150х100х20 миллиметров.

Задняя бабка изготавливается из двух прямоугольных брусков, собранных в конструкцию под прямым углом. В стойке сверлится посадочное отверстие под электродрель, делается фиксатор для надёжного крепления. Стойка неподвижно закреплена к основанию. В задней бабке просверлено отверстие для винта, торец которого заточен под конус. Это упорный центр. Импровизированная задняя бабка перемещается по направляющей прорези, фиксируется в один оборот эксцентрика. Подручник изготовлен из рейки, прикреплённой к основанию.

Такая простая самоделка даст возможность без проблем выточить из дерева ручку к напильнику или вал качалки для теста. Да и вообще, обработка дерева — очень интересное занятие.

Характеристики патрона для токарного станка

Точность и качество обработки на токарном станке во многом зависит от установленного патрона. Патрон для токарного станка по дереву обеспечивает закрепление заготовки штучного или пруткового типа и передает основное движение резания.

Обработка с высокими скоростями резания требует от патрона высокой точности центрирования и надежности крепления заготовки.

Разновидность

Патроны отличаются по конструкции в зависимости от функционального и технологического назначения.

Классифицируют токарные патроны по нескольким признакам:

• Способ крепления к станку: на фланец шпинделя, с использованием переходного фланца, прямо на шпиндель станка.
• Установка кулачков: с независимым перемещением, с установкой непосредственно на фланце шпинделя.
• Принцип закрепления заготовки: ручной, механизированный (с гидравлическим или пневмоприводом).

Использование механизированного привода снижает затраты вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки. Привод обеспечивает точное положение заготовки и центрирование при установке, такой механизм способствует повышению точности обработки.

Токарные патроны имеют разное количество кулачков. Они могут быть 2, 3 и 4 кулачковыми. Кулачки находятся в непосредственном контакте с заготовкой при работе, удерживают ее в одном положении. Бывают прямые и обратные.

Дерево (заготовка) фиксируется за наружную поверхность или отверстие для деталей в виде тел вращения, за наружные грани крепятся призматические детали.

Патрон является сложным технологическим изделием, сборной конструкции. При изготовлении сборочных единиц используются различные материалы. Корпус выполняется из серого чугуна марки СЧ 30. Материалом для деталей служит инструментальная сталь с высоким пределом прочности и термической обработкой. Шероховатость на рабочих поверхностях не выше 1,6.

Классификация

В зависимости от конструктивного исполнения токарные патроны бывают:

• рычажные;
• самоцентрирующиеся;
• клиновые;
• цанговые;
• мембранные.

Рычажный вид

Едва ли не самая популярная конструкция. Действие механизма основывается на перемещении кулачков и зажимов за счет подвижности двухплечего рычага. Наличие гидропривода позволяет оптимизировать конструкцию.

К основной характеристике устройства относится количество зажимов для закрепления кулачка и способность к смещению по рабочему диску. Настроить такой патрон достаточно сложно, особенно при нестандартной обработке.

Переналадка происходит по двум схемам:

• Независимая регулировка кулачков – операция трудоемкая и выполняется не для каждой конструктивного типа патрона.
• Синхронное перемещение кулачков ключом.

Для проведения наладки специальный ключ устанавливается в паз для настройки гидропривода.

При работе с устройством подобного типа отмечается небольшой люфт детали при вращении. По этой причине рычажные конструкции чаще используются при черновой обработке.

Самоцентрирующийся вид

Заготовка центруется в патроне за счет одновременного перемещения кулачков, что характерно трехкулачковому самоцентрирующемуся патрону. Синхронное перемещение всех кулачков обеспечивается за счет вращения диска, на торце которого сделаны пазы по спирали Архимеда.

С противоположной стороны диска нарезано коническое зубчатое колесо. Оно входит в зацепление с тремя малыми кончиками. При повороте ключа приводится во вращение малое зубчатое коническое колесо, находящееся в зацеплении с диском.

Диск начинает вращение и перемещает кулачки, вставленные в пазы спирали. Изменением направления вращения производится сведение или разведение кулачков от центра. Сведение или разведение кулачков сопровождается зажимом или отжимом заготовки.

В патронах с механизированным приводом усилие зажима обеспечивает гидроцилиндр или пневмоцилиндр, установленный с задней стороны шпинделя. Шток цилиндра соединяется посредством тяги с механизмом перемещения кулачков в патроне. Тяга проходит через центральное отверстие в шпинделе. Перемещение поршня в одну или другую сторону означает, что заготовка зажимается либо освобождается.

Клиновой вид

Клиновая конструкция появилась после усовершенствования рычажного патрона.

Точность перемещения каждого кулачка удалось обеспечить после установки отдельных механических или пневматических приводов, что позволило использовать устройство на точных операциях.

Клиновой патрон наделен неоспоримым преимуществом перед прочими исполнениями. У него есть функция смещения оси заготовки от центральной оси станка. Присутствие эксцентриситета расширяет возможности станка по обработке деталей сложной конфигурации.

Характерные особенности при работе с клиновыми патронами:

• Трудности при настройке на операцию.
• Высокая точность установки при низком проценте погрешности.
• Равномерно распределенная нагрузка от усилия зажима каждым кулачком повышает надежность закрепления заготовки.

Токарный станок с устройством ЧПУ нуждается в быстрой переналадке. В таких станках устанавливают зажимные модули с возможностью подключения к системе управления.

Материал, из которого изготавливают клиновые патроны, должен соответствовать высоким стандартам качества. Нельзя допускать изменения рабочих характеристик патрона в процессе обработки с высокой скоростью.

Цанговый вид

Закрепить быстро и надежно цилиндрическую деталь на токарном станке поможет цанговый патрон. Во время первой установки могут возникнуть трудности, специалисту следует изучить инструкцию, а также технический паспорт изделия.

Цанга, являющаяся основным элементом конструкции, представляет собой втулку с продольными осевыми прорезями. За счет прорезей формируются упругие зажимные лепестки. Они служат кулачками при зажиме заготовки. Их количество варьируется от 3 до 6 в соответствии с диаметром втулки. Цанга помещается в корпус с зажимной гайкой.

Установленную во втулку заготовку равномерно обжимают лепестки за счет давления гайки на конус, который создает сжимающее усилие. Заготовка получает жесткую фиксацию, а радиальное биение почти отсутствует.

Патрон цангового типа рассчитан на длительный период эксплуатации, а количество закреплений-снятий не регламентируется. Мастеру необходимо выработать принцип работы на станке, с помощью которого коэффициент полезного действия будет оптимальным. Современные агрегаты легко поддаются настройке, многие мастерские предлагают услуги по установке такого оборудования.

Мембранный вид

Токарные патроны мембранного типа характеризуются высокой точностью центрирования и закрепления заготовки.

Мембрана из упругого материала располагается на фланце механизма. На нее устанавливаются зажимные кулачки со сменными губками. Количество кулачков варьируется быть от 3 до 8.

При закреплении заготовки включается пневмопривод.

Под давлением мембрана прогибается, губки расходятся на 0,1–0,2 мм. Заготовка заводится в патрон до упора и привод отключается. Под действием упругих сил мембрана стремится вернуться в первоначальное положение. Губки обжимают заготовку.

Подобный процесс занимает небольшое количество времени, но от мастера требуется щепетильность, внимательность и осторожность. Не стоит легкомысленно относиться к производственному процессу. Детали агрегата легко выходят из строя под давлением.

Мембрана, выполненная из пружинной стали, прочно удерживает заготовку при обработке. С увеличением количества кулачков повышается точность центрирования.

Применяют мембранные патроны на чистовых операциях с малыми силами резания. Специфика работы известна далеко не каждому мастеру, необходимо изучить нормативную базу, а также рекомендации профессионалов.

Как выбрать деталь

Оптимальную модель патрона для станка выбирают, руководствуясь комплексной методикой. В первую очередь учитывают технические данные станка и выполняемые операции. Исходя из этого, анализируют следующие параметры.

Рабочий диаметр – специалисты обращают внимание на наружный диаметр устройства и размер доступный для установки на подобном оборудовании. Важен посадочный размер проточки и расположение крепежа.

Конструктивное исполнение – имеет значение способ закрепления заготовки, расположение и число кулачков.

Параметры обрабатываемых деталей – необходимо знать максимальный и минимальный диаметр по валу и отверстию будущей заготовки, вес, длину, конфигурацию. Эти факторы влияют на метод крепления – прямыми или обратными кулачками.

Размер отверстия полого шпинделя под установку заготовки из прутка. А также диапазон частот вращения.

Условия эксплуатации токарного патрона требуют размещения в закрытом помещении, где исключено негативное воздействие природных факторов и агрессивных сред, способных вызвать коррозию.

Токарный патрон является неотъемлемой частью токарного станка и без него механическая обработка невозможна.

Видео по теме: Самодельный токарный патрон