Что такое цанговый патрон карандашного типа

Цанговый патрон для станка: разновидности, конструкция, принцип действия

Такое устройство, как патрон цанговый, представляет собой разновидность зажимных механизмов, используемых для фиксации режущего инструмента, вращающегося с большой скоростью. В отличие от моделей быстрозажимного типа, цанговые патроны не требуют использования дополнительных приспособлений, таких как винты, шпильки или стопорные элементы, поэтому такие устройства часто называют самозажимными.

Токарный цанговый патрон для фиксации квадратных прутков

Зажимными элементами цангового типа оснащают патроны для токарного станка, в которых фиксируются детали в процессе обработки. Такие патроны в зависимости от геометрических параметров обрабатываемой заготовки могут отличаться как своими размерами, так и формой зажимных элементов. Самыми распространенными из всех используемых на сегодняшний момент являются цанговые зажимы, относящиеся к типу ER.

Основные разновидности

Для комплектации современных металлообрабатывающих станков (токарных, фрезерных и сверлильных) используются самоцентрирующиеся патроны, оснащаемые двумя, тремя или четырьмя кулачками. Зажимные элементы в таких патронах могут приводиться в действие вручную или при помощи механического привода. Если говорить о сферах применения таких зажимных механизмов, то двухкулачковые патроны используются преимущественно для фиксации фасонных отливок в процессе их обработки, а при помощи трехкулачковых зажимных механизмов обеспечивается надежное крепление заготовок и хвостовиков инструментов круглой, конусной и шестигранной формы. Зажимные механизмы, оснащенные четырьмя кулачками, используются в тех случаях, когда для выполнения обработки необходимо зафиксировать несимметричную заготовку или деталь прямоугольной формы.

Цанговый патрон ER20 с комплектом цанг для фрезерного или фрезерно-гравировального станка

Вообще все механизмы для фиксации инструмента или заготовки в процессе обработки подразделяются на следующие категории:

  • устройства цангового типа;
  • рычажные устройства;
  • устройства быстрозажимного типа (БЗП);
  • клиновые зажимные устройства;
  • гидропатроны;
  • мембранные зажимы;
  • термопатроны;
  • двух-, трех- и четырехкулачковые зажимные устройства.

Самозажимные патроны, в которых используется цанговый механизм, нужны для оснащения как специализированных, так и универсальных станков. Преимуществом применения патронов данного типа является то, что их конструкция обеспечивает достаточное усилие зажима даже при небольшом значении крутящего момента, чего нельзя сказать о подобных устройствах других типов. При выборе цангового патрона следует обращать внимание на то, чтобы основные элементы его конструкции были изготовлены из закаленной стали. В таком случае он способен прослужить значительно дольше.

Как работает зажимной цанговый механизм

Фрезерный или токарный патрон, основу которого составляет цанговый зажим, работает по следующему принципу:

  • Самозажимная гайка, которую закручивают, создает давление на торец цангового механизма.
  • Под воздействием давления цанга передвигается в отверстие конусной формы, что приводит к сжатию лепестков, из которых состоит ее рабочая часть.
  • Сжимаясь, лепестки цанги надежно фиксируют хвостовик инструмента или заготовку.

Устройство простого цангового зажима

Соответственно, чтобы извлечь инструмент или заготовку из такого патрона, необходимо ослабить самозажимную гайку, уменьшив давление, которое она оказывает на цанговый зажим.

Большим преимуществом цанговых патронов для фрезерного станка (или токарного оборудования), если сравнивать их с подобными устройствами других типов, является то, что инструмент или заготовка, которые в них фиксируются, отлично центрируются, что обеспечивает их минимальное радиальное биение. Кроме того, чтобы использовать фрезерный или токарный патрон цангового типа, нет необходимости применять специальные ключи, которые, как правило, часто теряются.

В патроне токарного станка могут зажиматься прутки различной формы благодаря сменным цангам

Цанговые патроны можно использовать для фиксации деталей, конфигурация поперечного сечения которых не соответствует форме их входного отверстия. Для того чтобы зафиксировать в цанговом патроне такую деталь, применяются специальные картриджи, поставляемые в комплекте с устройством.

Конструктивные особенности

Основными элементами конструкции любого цангового патрона являются зажимная гайка и цанговый зажимной механизм, который может быть выдвижным, втягиваемым или неподвижным. В зависимости от своего назначения цанговые механизмы могут быть зажимными и подающими. Механизмы цангового типа используются и для фиксации обрабатываемых деталей по поверхности их внутреннего отверстия. Обеспечивает такую фиксацию специальное приспособление – цанговая оправка. Кроме фиксации деталей в процессе их обработки, цанговая оправка может использоваться для закрепления на ней фрез насадного типа.

Классификация цанговых патронов по конструкции

Цанговые механизмы подающего типа применяются в тех случаях, когда зафиксированную в них деталь в процессе ее обработки необходимо периодически выдвигать из зажимного устройства. Конструкция такой цанги состоит из стальной втулки, на боковой поверхности которой выполнено три надреза, формирующих пружинящие зажимные лепестки, а также из трубки, через внутреннее отверстие которой заготовка подается в зону обработки. Перед началом использования такого механизма цанговая втулка вкручивается в резьбовое отверстие в трубке, а конец обрабатываемой заготовки пропускается между лепестками зажимного механизма. За подачу заготовки в зону обработки отвечает специальный шток, приводимый в действие посредством кулачкового или гидромеханического механизма.

Зажимная цанга, которая также выполнена в виде втулки с пружинящими лепестками, обеспечивает только фиксацию заготовки, без ее подачи в зону выполнения обработки. В зависимости от диаметра хвостовика инструмента или обрабатываемой заготовки, которые фиксируются при помощи цангового механизма, количество лепестков может быть различным. Так, для фиксации инструментов и заготовок с диаметром не больше 3 мм используются трехлепестковые цанги, с диаметром от 3 до 80 мм – четырехлепестковые, с диаметром более 80 мм – шестилепестковые.

Для фиксации инструментов и заготовок самого маленького диаметра нужны разъемные зажимные цанги, в конструкции которых присутствуют специальные пружины, отвечающие за разжимание кулачков. Цанги данного типа могут дополнительно комплектоваться вкладышами, подбираемыми в зависимости от диаметра инструмента или заготовки.

Цанговые держатели с цилиндрическим хвостовиком

Цанговые патроны, конструкция которых дополнена еще одной гайкой, могут использоваться для фиксации инструментов небольшого диаметра с хвостовиком, имеющим форму конуса Морзе. Минусом цанг данного типа является то, что для инструментов различного диаметра необходимо использовать отдельный зажимной механизм.

Точение заготовок небольшого диаметра, выполняемое на станках продольного типа, также может выполняться с применением цанговых зажимных механизмов. Цанговые патроны, используемые в подобных случаях, отличаются своей конструкцией от обычных моделей.

Рекомендации по выбору

Первое, на что следует обращать внимание при выборе зажимного патрона цангового типа, – это то, как такое устройство фиксируется на шпинделе используемого оборудования. Вариантов такого крепления может быть два: использование специального переходника или накручивание патрона на резьбовой конец шпинделя. Если фрезерный или токарный патрон цангового типа будет присоединяться к шпинделю станка при помощи фланца или посредством конуса Морзе, необходимо предварительно выяснить их точные параметры (диаметр пояска и параметры конусности).

Как уже говорилось выше, в зависимости от диаметра хвостовика инструмента или обрабатываемой заготовки выбирается количество зажимных элементов, которыми оснащена цанга. Кроме того, следует обращать внимание на материал, из которого изготовлены такие элементы: чем он тверже, тем дольше вам прослужит патрон.

Технические параметры цангового патрона с конусным хвостовиком, учитываемые при подборе оснастки

Простейший цанговый зажим, при помощи которого на валу электродвигателя фиксируется сверло, можно сделать и своими руками. Для изготовления такого фиксирующего механизма, который можно использовать только при выполнении сверлильных работ по мягким материалам, вам потребуются:

  • стальная проволока диаметром 1 мм;
  • цилиндрическая оправка, диаметр которой соответствует поперечному размеру вала электродвигателя и сверла;
  • паяльник и припой.

Из стальной проволоки, наматываемой на оправку, формируется пружина, которая затем тщательно пропаивается. После этого самодельная цанга может использоваться по назначению.

Выбор цангового патрона для фрезера

Важнейшим узлом ручного фрезера является цанговый зажим или цанга. Он служит для надежного крепления фрезы в патроне. От работы этого узла зависит как производительность, так и безопасность применения инструмента. Оснастка обеспечивает максимальную точность установки и наименьшее осевое биение среди всех аналогичных видов крепежа.

Что собой представляют цанги для ручных фрезеров

Иногда цанговый зажим для ручного фрезера путают с кулачковым. Назначение у них сходное — это крепление хвостовика рабочих инструментов к вращающемуся шпинделю. Но если второй универсальный и дает возможность крепить стержни разных диаметров (в рамках своего диапазона), то первый предназначен для крепежа одного, строго определенного размера. Основные части цанги:

  • Зажимной элемент. Внутреннее отверстие его соответствует по диаметру тому хвостовику, для которого он предназначен. Наружный размер у набора цанг одинаковый. Их можно крепить в зажимном патроне и пользоваться одной накидной конусной гайкой.
  • Накидная гайка. Ее можно использовать общую для целого набора зажимных элементов.

Гайки выполняют шестигранными, под накидной ключ. Для небольших диаметров их часто делают цилиндрическими, с накаткой для затягивания вручную.

Назначение цанговых патронов

Цанговые зажимы могут фиксировать не только фрезу, но и заготовку цилиндрической формы.

По своему назначению патроны делятся на:

  • Подающие. Выполняются в виде втулки из прочного сплава, подвергнутого закалке. На ее поверхности сделано три или четыре продольных сквозных разреза. Они образуют упругие лепестки, зажимающие хвостовик. С помощью такой оснастки осуществляют подачу инструмента или заготовки.
  • Зажимные патроны. Фиксируют с большой точностью. Осевое перемещение недоступно.

Зажимные патроны предназначены для использования в продольно-точильных автоматических станках. Цангой можно быстро закрепить заготовку и освободить ее после окончания фрезеровки. Такие станки часто комплектуют двумя различными по конструкции цангами. В одну зажимается деталь, другая используется для рабочего инструмента. Крепление заготовки оснащается механическим приводом, он быстро навинчивает и ослабляет гайку. Время на постановку и снятие сводится к минимуму, обеспечивается высокая производительность и точность фрезерования.

Принцип работы цангового патрона

Цанговые системы применяются для крепления фрез и осесимметричных заготовок на различных станках, прежде всего фрезерных и обрабатывающих центрах. Они используются также там, где необходима фиксация с высокой точностью и минимальным осевым биением.

Применяется много различных размеров и подвидов цанг, все они функционируют по сходному принципу. Зажимной элемент — гайка — при завинчивании давит на торцевую часть цанги, которая втягивается в проем конуса, ее внутренний диаметр при этом уменьшается, одновременно центрируя и зажимая хвостовик. Когда необходимо снять фрезу, гайку отвинчивают, давление лепестков на инструмент снижается и его можно извлечь из крепления.

Читайте также:  Что нужно знать, арендуя бульдозер

Важное преимущество цанговых зажимов перед кулачковыми — высокая точность крепления и отсутствие осевых биений. Не требуется и специальный ключ, так как гайка затягивается и ослабляется обычным накидным.

Недостатком является необходимость иметь отдельную цангу на каждый диаметр.

Особенно удобны цанговые зажимные элементы для крепления конусных хвостовиков — метрических и системы Морзе.

Конструкция цангового патрона

Конструкция цангового зажима несложная, но все ее детали требуют высокой точности изготовления. Оснастка состоит из гайки и набора цанг. Втулка подающей цанги выполняется из инструментальной стали и обязательно закаливается. В ней продольные пропилы таким образом, чтобы получилось три или четыре упругих лепестка. Крепление накручивают на шток, который и осуществляет подачу с помощью гидравлической или кулачковой системы.

Виды и особенности, применение патронов

Применяются следующие виды цанговых зажимных элементов:

  • Цельные. Самый доступный и распространенный вид. Для крепления хвостовиков и заготовок до 3 мм лепестков делают 3, от 3 до 80 – 4, свыше 80 мм – 6. Вследствие уменьшения просвета между ними во время затягивания гайки существенно повышается надежность.
  • Разъемные. Используются для фиксации заготовок самых малых размеров. Конус составляется из отдельных подпружиненных кулачков. Такие наборы укомплектовывают сменными вкладышами.
  • Конусные. Предназначены для крепления хвостовиков инструмента и заготовок, имеющих вид конуса (Морзе или метрического).

В зависимости от направления движения лепестков цанги бывают:

Цанговые зажимы применяются для рабочего инструмента в различных станках, в универсальных ручных фрезерах, в малогабаритном оборудовании типа дремелей. Используются они также для фиксации заготовки при механической обработке.

Советы по выбору

При выборе цангового патрона для фрезера можно встретиться с рядом затруднений.

Частая ошибка – выбор набора от малоизвестного производителя, привлекающего низкой ценой. Такая оснастка обладает следующими типичными недостатками:

  • Низкая точность изготовления. Приводит к несоответствию заявленного размера фактическому, ненадежному креплению инструмента (заготовки) и нежелательным продольным биениям.
  • Некачественные материалы и несоблюдение технологии изготовления (недостаточная закалка). Такая оснастка имеет короткий срок службы, поскольку может просто развалиться во время работы. Это чревато также травмами и повреждением материалов и оборудования.

Предъявление претензий таким недобросовестным изготовителям сопряжено с большими затратами времени и средств с невысокими шансами на успех. Поэтому лучше сразу купить продукцию производителей, положительно зарекомендовавших себя на рынке, таких, как Makita, Bosch, Ryobi и других. Заводы находятся в Китае, но известные фирмы дорожат своей репутацией и внедряют современные системы контроля качества на всех этапах производства.

Профессиональные или бытовые модели

У ведущих изготовителей все оборудование и инструменты делятся на классы:

Все они качественные. Различие состоит в ресурсе. Профессиональные модели рассчитаны на активное применение с минимальными перерывами либо на непрерывное использование. Им свойственная высокая цена. Бытовые устройства отличаются более демократичной ценой, они также будут безупречно работать, но они не рассчитаны на большие нагрузки. Если объем предстоящих операций невелик, вполне можно сэкономить и приобрести инструмент и оснастку бытовых серий. Если же планируется постоянная работа, лучше купить набор из профессиональной серии.

Цанги с зажимной гайкой обеспечивают высокую надежность и точность крепления, а также минимальное осевое биение. Они применяются и в тех случаях, когда нужна большая скорость фрезерования. Такая оснастка меньше изнашивается в ходе эксплуатации, сохраняет размеры посадки весь срок службы. Минусы:

  • необходимость держать под рукой накидной ключ;
  • длительное время установки и снятия инструмента.

Быстрозажимные цанги применяются в перфораторах и дрелях, снятие и установка инструмента проводится мгновенно и не требует дополнительных приспособлений. Со временем точность крепежа в таких зажимах снижается.

Выбранная модель должна подходить к вашему оборудованию и инструменту. Для этого нужно уточнить следующие параметры:

  • Крепление к шпинделю. Цанговый разъем может крепиться напрямую или через переходник. Возможен и резьбовой вариант фиксации. Каждый фрезер рассчитан на цанги определенного типа и размера. Подбирается такое крепление, которое совместимо с вашим оборудованием и инструментом.
  • Посадочные размеры. Для правильного подбора зажимного патрона необходимо знать диаметр пояска либо геометрические параметры конуса.
  • Число лепестков зависти от диаметра: для малых толщин (до 3 мм) их обычно делают три, для средних — четыре. Для размеров свыше 80 мм потребуется шесть.
  • Прочность материала и степень закалки выбирают в зависимости от характера предстоящих работ. Для фрезеровки дерева и мягкого пластика можно остановиться на обычных сталях. Если предстоит обрабатывать металлы, лучше взять оснастку из инструментального сплава с качественной закалкой.

Резюмируя, нельзя сказать, что продукция какого-либо производителя, например, Ryobi, Metabo или Makita является наилучшей. При приобретении набора цанг для фрезера необходимо исходить, прежде всего, из вида предстоящих операций, инструмента в наличии, материалов и оборудования. Цена покупки должна соответствовать объему работ.

Патрон цанговый

Содержание: Скрыть Открыть

Цанговый патрон – это разновидность оснастки металлорежущих станков с самозажимной фиксацией. Это простое и надежное устройство, широко применяемое при выполнении операций на токарных, сверлильных и фрезерных станках, и обеспечивающее высокую точность центровки и минимальное радиальное биение.

Сфера применения цанговых патронов и основные преимущества

Фиксирующая оснастка со сменными цангами широко применяется для установки резцов и осевых заготовок на различных типах металлорежущих станков. Применяется она и на станках с ЧПУ благодаря высокой надежности зажима и быстрой смене инструмента. Цанговое крепление оптимально для фиксации прутков и других деталей цилиндрической формы. Его применение удобно и для повторного крепления обработанной детали.

Основные достоинства цангового метода фиксации:

  • Минимальное радиальное биение заготовки.
  • Высокоточная центровка детали.
  • Простая установка без применения ключей.

Основным недостатком цанговых патронов является ограниченный диаметр хвостовиков устанавливаемых инструментов и заготовок. Для расширения типоразмеров инструмента возможно использование переходных втулок.

Особенности конструкции

Цанговые патроны различаются по виду и размеру, но все они работают по единому принципу. Оснастка состоит из набора цанг и самозажимной гайки, которая создаёт давление на торец цанги. Из-за усилия давления цанга смещается в конусный проем, одновременно уменьшаясь в диаметре и обеспечивая усилие сжатия детали или хвостовика инструмента. Для съёма детали гайка свинчивается, увеличивая диаметр цанги.

Существуют патроны с втягиваемой, неподвижной и выдвижной цангами. По назначению данный элемент может быть подающим или зажимным. Подающая представляет собой втулку с тремя пружинящими лепестками и концами, направленными в сторону центра. Цанга накручивается на вращающийся шток, подающий заготовку посредством кулачкового механизма или гидропривода. Упругость лепестков обеспечивает плотное сжатие инструмента или детали.

Конструкция цельной зажимной цанги представляет собой пружинящую втулку с лепестками. Количество лепестков зависит от диметра фиксируемой детали:

  • трехлепестковые – детали или инструмент диаметром до 3 мм;
  • 4-лепестковые – от 3 до 80 мм;
  • 6-лепестковые – детали диаметром более 80 мм.

Для крепления деталей и инструмента наименьшего диаметра применяются патроны с зажимными разъёмными цангами. Движение и фиксацию кулачков в данной конструкции обеспечивают специальные пружины.

Основные правила выбора цангового патрона

Подбирая патрон для оснащения станка необходимо руководствоваться несколькими основными правилами:

  • Крепление патрона к шпинделю. Определитесь со способом крепления и допустимым диаметром или номером конуса Морзе. Цанговый патрон может устанавливаться на шпиндель через быстросъёмный конусный зажим напрямую или через переходную втулку, а также иметь резьбовое крепление.
  • Определите размер фланца для крепления (при наличии пояска).
  • Подберите количество кулаков в зависимости от диаметра детали или инструмента.

Условные обозначения

В соответствии с действующим стандартом на цанговый патрон с наружным конусом, предназначенным для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком, должен иметь следующее условное обозначение.

При исполнении 1 (универсальные станки) с конусом номер 50, диаметром под хвостовик (d) 12 мм и длиной 90 мм: Патрон 1-50-12-90 ГОСТ 26539-85

Действующие ГОСТы

Один из основных действующих стандартов – ГОСТ 26539-85, который определяет параметры цангового патрона с наружным конусом 7:24. Действуют и другие стандарты, регулирующие различные технические условия данного типа оснастки.

Новости

Поздравляем с 23 февраля!

Поздравляем с Днем Защитника Отечества!

График работы офиса в праздничные дни

Работа офиса в праздники

С Наступающим Новым 2020 Годом!

Уважаемые клиенты и партнеры! Поздравляем Вас с Новым Годом!

Статьи

Размеры и диаметры сверл по металлу

Подбор диаметра и длины сверла

Как пользоваться развертками

Применение и использование разверток по металлу

Зернистость алмазных кругов

Особенности, классификация зернистости алмазных кругов

Цанговый зажим — описание, виды, советы по выбору

Цанга – это специальное фиксирующее приспособление для установки инструмента. Применяется в качестве основного элемента цангового патрона для зажима инструмента или заготовки цилиндрической формы. Также применяются и специальные цанги под квадратный или шестигранный хвостовик.

Основные разновидности

Для комплектации современных металлообрабатывающих станков (токарных, фрезерных и сверлильных) используются самоцентрирующиеся патроны, оснащаемые двумя, тремя или четырьмя кулачками. Зажимные элементы в таких патронах могут приводиться в действие вручную или при помощи механического привода. Если говорить о сферах применения таких зажимных механизмов, то двухкулачковые патроны используются преимущественно для фиксации фасонных отливок в процессе их обработки, а при помощи трехкулачковых зажимных механизмов обеспечивается надежное крепление заготовок и хвостовиков инструментов круглой, конусной и шестигранной формы. Зажимные механизмы, оснащенные четырьмя кулачками, используются в тех случаях, когда для выполнения обработки необходимо зафиксировать несимметричную заготовку или деталь прямоугольной формы.

Цанговый патрон ER20 с комплектом цанг для фрезерного или фрезерно-гравировального станка

Вообще все механизмы для фиксации инструмента или заготовки в процессе обработки подразделяются на следующие

  • устройства цангового типа;
  • рычажные устройства;
  • устройства быстрозажимного типа (БЗП);
  • клиновые зажимные устройства;
  • гидропатроны;
  • мембранные зажимы;
  • термопатроны;
  • двух-, трех- и четырехкулачковые зажимные устройства.

Самозажимные патроны, в которых используется цанговый механизм, нужны для оснащения как специализированных, так и универсальных станков. Преимуществом применения патронов данного типа является то, что их конструкция обеспечивает достаточное усилие зажима даже при небольшом значении крутящего момента, чего нельзя сказать о подобных устройствах других типов. При выборе цангового патрона следует обращать внимание на то, чтобы основные элементы его конструкции были изготовлены из закаленной стали. В таком случае он способен прослужить значительно дольше.

Читайте также:  Ремонт стиральных машин. Кому доверить?

Как устроены зажимные цанговые патроны

Чтобы изготовить цанговый патрон, используют закаленную инструментальную сталь. Этим обеспечивается высокая прочность устройства, которому предстоит долгая эксплуатация, в ходе которой будут многократно закрепляться и сниматься заготовки или инструменты.

Зажимной цанговый патрон

Конструкция зажимного цангового патрона включает:

Принцип работы всех модификаций, отличающихся типоразмерами и особенностями устройства, одинаков: давление передается от гайки для зажима на конусное образование, а через него происходит формирование радиального сжимающего усилия, направленного на зажимаемую заготовку (инструмент, деталь).

Используемая цанга дала наименование наиболее распространенному цанговому патрону – ER. Преимущества цангового зажима над обычными патронами, применяемыми в токарных (фрезерных) станках состоят в:

  • упрощении процесса установки или снятия детали (заготовки);
  • возможности надежной фиксации детали, имеющей небольшой диаметр;
  • возможности использовать твердые вставки.

Цанговый патрон ER с набором цанг разного диаметра

Цанговый патрон ER выпускается с набором цанг под заготовки разного диаметра, которые устанавливаются в зависимости от конкретных размеров хвостовиков.

Назначение цанговых патронов

Цанговые зажимы могут фиксировать не только фрезу, но и заготовку цилиндрической формы.

По своему назначению патроны делятся на:

  • Подающие. Выполняются в виде втулки из прочного сплава, подвергнутого закалке. На ее поверхности сделано три или четыре продольных сквозных разреза. Они образуют упругие лепестки, зажимающие хвостовик. С помощью такой оснастки осуществляют подачу инструмента или заготовки.
  • Зажимные патроны. Фиксируют с большой точностью. Осевое перемещение недоступно.

Зажимные патроны предназначены для использования в продольно-точильных автоматических станках. Цангой можно быстро закрепить заготовку и освободить ее после окончания фрезеровки. Такие станки часто комплектуют двумя различными по конструкции цангами. В одну зажимается деталь, другая используется для рабочего инструмента. Крепление заготовки оснащается механическим приводом, он быстро навинчивает и ослабляет гайку. Время на постановку и снятие сводится к минимуму, обеспечивается высокая производительность и точность фрезерования.

Принцип работы цангового патрона

Цанговые системы применяются для крепления фрез и осесимметричных заготовок на различных станках, прежде всего фрезерных и обрабатывающих центрах. Они используются также там, где необходима фиксация с высокой точностью и минимальным осевым биением.

Применяется много различных размеров и подвидов цанг, все они функционируют по сходному принципу. Зажимной элемент — гайка — при завинчивании давит на торцевую часть цанги, которая втягивается в проем конуса, ее внутренний диаметр при этом уменьшается, одновременно центрируя и зажимая хвостовик. Когда необходимо снять фрезу, гайку отвинчивают, давление лепестков на инструмент снижается и его можно извлечь из крепления.

Важное преимущество цанговых зажимов перед кулачковыми — высокая точность крепления и отсутствие осевых биений. Не требуется и специальный ключ, так как гайка затягивается и ослабляется обычным накидным.

Недостатком является необходимость иметь отдельную цангу на каждый диаметр.

Особенно удобны цанговые зажимные элементы для крепления конусных хвостовиков — метрических и системы Морзе.

Конструкция цангового патрона

Конструкция цангового зажима несложная, но все ее детали требуют высокой точности изготовления. Оснастка состоит из гайки и набора цанг. Втулка подающей цанги выполняется из инструментальной стали и обязательно закаливается. В ней продольные пропилы таким образом, чтобы получилось три или четыре упругих лепестка. Крепление накручивают на шток, который и осуществляет подачу с помощью гидравлической или кулачковой системы.

Цанговый зажим

Применение цангового зажима для труб позволяет существенно упростить процесс сборки трубопровода и значительно снизить его стоимость, отказавшись от услуг сторонних специалистов.

Выделяют три разновидности данного соединительного элемента по его назначению для определенных типов конструкций:

Вид цанги зажимной для трубы подбирается, исходя из того, какой материал был использован для ее изготовления:

Уточнив диаметр трубы, можно приступать к сборке конструкции.

Обратите внимание! Единственное ограничение состоит в том, что цангу прямого зажима не принято устанавливать в труднодоступных местах. Причина такова: подобные конструкции нуждаются в периодическом осмотре и подтягивании ослабевших элементов, поэтому доступ к ним должен быть прост.

Сборно-разборная конструкция прямого зажима

Сборно-разборную конструкцию для прямого зажима легко установить. Пружинистая разрезная втулка давит на трубу изнутри, сверху придавливается контргайкой уплотнительное кольцо. Через кольцо прижимное усилие передается на стенки трубы, которые плотно зажимаются на втулке.

Как выбрать цанговый патрон

Первое, что необходимо учитывать при выборе такого патрона, — это его крепление к шпинделю. Ставить его можно непосредственно на шпиндель, с помощью подходящего переходника или накручивая на резьбу.

Затем смотрим на размеры фланца. Здесь поможет диаметр пояска для соединения или параметры конуса Морзе. Если вы не знаете данных показателей, то вам не удастся подобрать необходимый патрон, а следовательно, не будет возможности для качественной работы ваших инструментов

Ну и, наконец, количество кулачков в инструменте. В зависимости от предназначения инструментов у них может быть от двух до шести кулачков в наборе. Также можно подобрать инструмент из твердого или мягкого сплава, под определенные виды работ, с различными техническими характеристиками.

Применение цанг в токарных станках

Цанга и цанговый патрон применяется в качестве основной фиксирующей оснастки при необходимости продольной обработки заготовок малого диаметра. Данные приспособления могут быть оснащены керамическими или твердосплавными вставками для повышения стойкости к износу и предотвращения налипания металла.

Для работы с заготовками на токарных станках-автоматах используются подающие и зажимные цанги. Подающая применяется совместно с зажимной и обеспечивает достаточный зажим заготовки для перемещения в осевом направлении, при раскрытом положении второй фиксирующей оснастки. Данный тип цанг имеет резьбовое соединение с трубой подачи. При удержании заготовки зажимной штангой, подающая перемещается назад в исходное положение. Перед подачей зажимная освобождает заготовку и подающая перемещает вместе с ней вперед.

Зажимная цанга обеспечивает автоматическую фиксацию прутка и располагается в передней части шпинделя. На токарно-револьверных станках чаще всего применяются цанги с обратным конусом, что обеспечивает более высокую жесткость благодаря увеличению силы зажатия при осевом резании.

Пневматические зажимы для труб

Цанговыми фитингами может обеспечиваться соединение труб в пневматических системах, то есть, таких, которые подвергаются давлению сжатым воздухом. Естественно, что герметичное соединение может быть обеспечено деталями, которые способно работать при таком давлении. Для изготовления зажимов для подобного использования требуются:

  • высокотехнологичный пластик, основой которого выступает ацетатный полимер. Такие изделия находят применение в системах для фильтрации воздуха. Зажимы отличаются устойчивостью в отношении воздействия коррозии и повышенной степенью жесткости. Они находят применение в условиях, когда диапазон рабочих температур устанавливается на отметках от -10º С и до +70º С, а рабочее давление достигает двенадцати атмосфер;
  • другие полимеры (полиамид, полиуретан, полиэтилен, тефлон);
  • металлы и сплавы (латунь, медь, сталь, нержавеющие сплавы).

Пневматические зажимы для труб

С пневматическими цанговыми фитингами трубопроводная система может быть быстро смонтирована или разобрана. Они чрезвычайно надежны, устойчивы к воздействию высокого давления и широкого диапазона температур.

Важно! При всех достоинствах это весьма специфичные изделия, которые могут быть установлены только в определенных рабочих системах и только для определенных целей. Исключается их применение в тех же пневматических системах с целью управления циркулирующим потоком сжатого воздуха или газа.

Достоинства и недостатки

Цанговый патрон широко используется для комплектации обрабатывающего оборудования, в первую очередь сверлильно-расточных и фрезерных станков. Он позволяет крепить инструменты на горизонтальных и вертикальных станках, в том числе для фрезерования и сверления заготовок в труднодоступных местах. Цанговые патроны активно используются на всех видах универсальных сверлильных и токарных станков радиального и вертикального направления, фрезерном и фрезерно-гравировальном оборудовании с ЧПУ. Цанги дают возможность быстро менять инструменты для выполнения различных видов работ (сверления, снятия фаски, нарезки резьбы и т. д.) в рамках одной операции по обработке заготовки.

Недостатком такого принципа фиксации является необходимость подбирать цанги в соответствии с формой и размером хвостовиков инструментов. Достоинством является простота и надежность системы фиксации. Наибольшей популярностью пользуются патроны, рассчитанные на установку цанг типа ER.

Как смонтировать металлопластиковый водопровод, используя цанговые зажимы

В быту металлопластиковыми трубами заметно потеснены аналогичные изделия из всех прочих материалов. Монтаж водопровода с использованием обжимных соединений превратился в самую распространенную из всех сантехнических операций. Проводится он в такой последовательности:

  1. Отмеренный отрезок металлопластиковой трубы с помощью специальных ножниц или другого инструмента отделяют таким образом, чтобы срез был произведен относительно оси строго под определенным углом – в 90º.
  2. Для выправления примятого торца (восстановления профиля среза) и снятия фаски применяется калибратор. Образовавшаяся стружка и мусор удаляются.
  3. Сразу с двух концов производится разборка прямого цангового фитинга, скручивая контргайку с резьбового торца и снимая уплотнительное кольцо со штуцера.
  4. После завершения разборки на трубу сначала надевают гайку, а затем – уплотнительное кольцо. Торец вокруг штуцера смазывается силиконом.
  5. Труба надевается на штуцер, с максимально возможной плотностью прижимаясь к торцу фитинга. Операция требует аккуратности, дабы не повредить уплотнительные кольца.
  6. Соединение требуется надежно зафиксировать. Требуемая фиксация достигается перемещением уплотнительного кольца к торцу обжимного соединения и накручиванием контргайки на резьбу. Контргайку накручивают, соблюдая осторожность, чтобы не допустить выдавливания наружу уплотнительного кольца. Первые витки производятся без использования инструментов. Гаечный ключ применяется при обездвиженном предварительно фитинге до того момента, когда раздастся характерное поскрипывание. При этих звуках гаечный ключ откладывается в сторону, чтобы не испортить достаточно хрупкую контргайку.

Монтаж металлопластикового водопровода с использованием цанговых зажимов

Избежав повреждений уплотнительных колец и контргайки, удается добиться герметичности обжимного соединения. Его разборка также не составит сложностей.

Читайте также:  Сварочный аппарат полуавтомат — как варить

Преимущества использования цанги зажимной

Цанговыми соединениями не стоит пользоваться только в тех местах, где нельзя своевременно произвести осмотр и подтяжку. А ослабевает зажим не так быстро, прокручивать во избежание протечки приходится не чаще, чем раз за год. Во всех прочих случаях применение обжимных соединений связано исключительно с достижением значимых преимуществ. К ним принято относить:

  • возможность неоднократного использования. Применение цангового зажима позволяет беспрепятственно производить замену поврежденного участка водопровода или пневмопровода, вести ремонтные работы;
  • долгий период эксплуатации, равный десятилетиям;
  • широкий ассортимент и доступность. Цангу зажимную с нужными характеристиками от практически любого производителя не составит труда подобрать или в специализированном супермаркете (обычном или работающем через интернет), или на строительном рынке;
  • надежность и герметичность сборки;
  • простоту установки, не требующую наличия специальных навыков и сложного набора профессиональных инструментов;
  • сравнительно невысокие расходы при покупке и установке;
  • превосходные эксплуатационные характеристики.

Детали цангового соединения

Применение цанги зажимной рекомендуется, обосновываясь близким к идеальному сочетанием ее достоинствам со сравнительно невысокой стоимостью и минимальными накладными расходами, связанными с установкой и последующей эксплуатацией.

Цанговыми зажимами осуществляется множество соединений в разных отраслях хозяйственной деятельности. Рациональность их устройства позволяет с высокой степенью надежности закреплять необходимые детали, заготовки, инструменты и элементы конструкций. При этом, по большей части, не возникает потребности ни в специальном инструменте, ни навыках профессиональной подготовки.

Широкий выбор в плане использования материалов для изготовления, конструктивных особенностей и технических характеристик обусловили высокий уровень востребованности изделий. Спросу на обжимные соединения с применением цанги способствует также их невысокая стоимость и предельно низкие затраты материальных и финансовых ресурсов при монтаже. Простая и удобная конструкция удовлетворяет практически всем требованиям, которые могут быть выдвинуты к соединительному элементу.


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.

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.

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.

Цанговые патроны

Цанговый патрон – специальное приспособление, используемое для зажима инструмента при выполнении токарных, фрезерных, сверлильных и прочих операций связанных с обработкой металлических заготовок на основании технического задания (последовательности выполняемых операций, технологии обработки, прилагаемого эскиза изделия).

Виды и принципы действия зажимных патронов

Цанговые патроны используют в основном при обработке холоднокатаного прутка или других металлических изделий имеющих уже обработанную поверхность.

Конструктивно патроны можно классифицировать по функциональности:

  • с неподвижным механизмом;
  • с выдвижным механизмом;
  • с втягиваемым механизмом.

Каждая конструкция имеет свои особенности. Подающий тип выполнен в виде стальной втулки с 3-мя разрезами образующими лепестки, которые обладают пружинящим эффектом.

Чертеж № 1 цанги главного шпинделя

Цанги типа F – зажимные главного шпинделя используются для закрепления обрабатываемого изделия.

Чертеж № 2 цанги противошпинделя

Цанги типа LN – противошпинделя производятся удлиненными, размер Е зависит от типоразмера.

Чертеж № 3 цанги типа R

Типа R – являются цангами тянущего типа.

Чертеж № 4 цанги типа Т

Типа Т – зажимные.

Чертеж № 5 цанги BF

Цанга, подающая типа BF — предназначена для подачи прутка.

При установке на станке подающая цанга по резьбе крепится на трубу с помощью, которой подается в рабочую зону. Необходимо учитывать конструктивную особенность – размер и форму цанги, которая в обязательном порядке должна соответствовать профилю обрабатываемого прутка.

В ходе подготовки к обработке пруток продвигается через лепестки, которые за счет конструктивных особенностей плотно удерживают заготовку. В ходе обработки при подаче заготовки за счет вращения увеличивается сила сцепления между лепестками и изделием. Принцип действия зажимных элементов основан на усилении сцепления лепестков с обрабатываемой заготовкой при вращении рабочего механизма. Втулки, имеющие 3 лепестка, используются для обработки изделий до 3 мм, четыре – до 80 мм, шесть – свыше 80 мм. Обычно цанги имеют угол в вершине конуса равным 30º.

Цанги на вал 2 мм (0,1-3 мм) для микродерели

При обработке тонкого прутка используются цанги оснащенные пружинами, увеличивающими прижимную силу кулачков. При увеличении диаметра обрабатываемой заготовки применяются конструкции, оснащенные специальными вкладышами подбираемые по габаритам изделия. Цанговый зажим также используются при обработке с помощью сверла, фрезы или метчика. Втулка фиксируется в патроне с помощью гайки, а режущий инструмент непосредственно в цанге. При фиксации гайкой производится уменьшение внутреннего объема отверстия, где устанавливается заготовка тем самым, увеличивается сила удерживающая пруток в неподвижном состоянии.

Патроны данной конструкции имеют и свои недостатки. Прежде всего, должно выполняться требование совпадения хвостовиков используемого инструмента с характеристиками используемых цанг. На предприятиях наиболее широко используются цанги типа ER, составляющими наибольшее количество в общем объеме используемого инструмента.

При выполнении сложных работ по изготовлению изделий, используются различные цанги с указанием всех размеров и технологии выполнения рабочих операций, но часто приходится комбинировать оснастку или изготавливать своими руками необходимый цанговый патрон с требуемыми характеристиками.

Видео обзор токарного цангового патрона

Как самостоятельно сделать цанговый патрон

При изготовлении своими руками различных изделий возникают ситуации, когда имеющаяся в наличии оснастка не позволяет выполнить необходимые операции. Требуется изготовить цанговый патрон, отвечающий предъявляемым запросам с выполнением изделия согласно разработанному эскизу.

Все работы необходимо начинать с подготовки эскиза с проработкой всех необходимых деталей. Эскиз патрона позволяет учесть все особенности при изготовлении своими руками необходимой оснастки и зажимного механизма.

При изготовлении цанг своими руками необходимо учитывать несколько особенностей:

  • внутренний диаметр цанги равен или меньше минимального диаметра детали;
  • в цанге увеличение внутреннего диаметра возможно за счет расширения лепестков;
  • для увеличения изготовления разводных цанг после разводки и повышения качественных характеристик необходима дополнительная шлифовка конической и направляющей части цанги;
  • необходимо учитывать, что в ходе длительной работы теряется упругость лепестков цанг вследствие чего может произойти поломка.


Ссылка на основную публикацию