Какие бывают виды патронов для сверлильных станков

Функциональность сверлильного станка предполагает сверление/рассверливание сквозных или глухих отверстий, обработку их торца, а также нарезание резьбы. Во всех случаях оператору понадобится особое приспособление для фиксации режущего инструмента на шпинделе агрегата — сверлильный патрон. Далее по тексту мы изучим это приспособление со всех сторон, чтобы вы могли выбрать патрон для своего станка и выполняемой операции.

Что делает сверлильный патрон

Далеко не каждый сверлильный станок снабжен патроном — большинство агрегатов продаются с «голым» шпинделем. Но для сверления, рассверливания, зенкования, а также всех остальных видов обработки материалов резанием патрон нужен обязательно. Эта разновидность станочной и инструментальной оснастки выполняет три функции:

• Передает крутящий момент со шпинделя станка на режущий инструмент, обеспечивая достаточные для обработки обороты;
• Фиксирует инструмент на шпинделе станка, делая возможным передачу оборотов, а также сам процесс сверления;
• Центрирует режущий инструмент относительно оси шпинделя, повышая точность сверления и всех остальных видов обработки.

Без надежного патрона любой сверлильный агрегат остается набором ни к чему не пригодных деталей, причем конструкция этого узла не отличается сложностью.

Конструкция и принцип действия патрона

Чтобы удерживать и центрировать режущий инструмент, а также передавать ему момент вращения, патрон должен состоять из следующих конструкционных элементов.

• Корпуса — в нем спрятаны подвижные и неподвижные элементы оснастки. Второе название корпуса — обойма. Как правило, корпусную часть патрона оформляют в виде тела вращения.
• Кулачков — подвижная часть механизма зажатия хвостовика сверла, зенкера, метчика или другого инструмента. Кулачки равномерно распределены по окружности обоймы, а также умеют перемещаться в перпендикулярном оси корпуса направлении.
• Регулировочная втулка/гайка — еще одна подвижная часть механизма зажима хвостовика сверла или метчика. Создает момент вращения, который преобразуется в радиальное смещение кулачков. Причем втулка/гайка действует на все кулачки одновременно.
• Резьбовой или конический торец — отдельная часть корпуса, которую стыкуют со шпинделем сверлильного станка, обеспечивая надежное крепление патрона.

Необязательными элементами конструкции могут быть пружины для кулачков, обеспечивающие быстрый зажим хвостовика инструмента, подшипники, гарантирующие плавный ход втулки, зубчатое кольцо с внешней стороны втулки, которое образует червячную передачу с зажимным ключом. Эти делали не влияют на принцип работы оснастки, который выглядит следующим образом: пользователь вращает гайку или втулку, смыкает кулачки на хвостовике, центрирует и фиксирует режущий инструмент. У отдельной (быстрозажимной) версии вместо вращения необходимо сдвинуть втулку вперед или назад, чтобы раздвинуть или сжать кулачки. Фактически такая оснастка всегда рассматривается как частная версия цангового патрона.

Сферы применения

Цанговыми зажимами этого типа оснащают:

• Ручные электроинструменты — дрели, шуруповерты, перфораторы, прочие разновидности, работающие с режущими инструментами в виде тел вращения.
• Фрезерные станки — в зажим можно вставить фрезу с цилиндрическим или граненым хвостовиком, сверло, зенкер, цековку, метчик. Цанговый патрон превращает вертикальный или горизонтальный фрезер в подобие сверлильного станка.
• Токарные станки — в этом случае нужна модель с коническим хвостовиком на монтажном торце, который можно вставить в пиноль задней бабки.
• Сверлильные станки — для этого оборудования патрон будет главной разновидностью инструментальной оснастки.

Сфера применения непосредственно влияет на конструкцию сверлильного патрона и принадлежность к одной из разновидностей инструментальной оснастки.

Виды сверлильных патронов

Классификацию этого типа инструментальной оснастки можно построить на основе особенностей конструкции корпуса и механизма фиксации. По первому признаку семейство сверлильных зажимов делят на две группы — резьбовую или конусовидную. Резьбовая оснастка крепится к шпинделю на резьбу — это может быть внешний сгон или внутренняя канавка, под винт. Последний вариант чаще встречается у ручного электроинструмента. Конусовидная оснастка закладывается в соответствующую полость, причем в процессе происходит очень точное центрирование осей зажима и шпинделя. Для передачи крутящего момента без потерь принято использовать лапку или винтовой зажим.

Классификация по способу фиксации инструмента более сложная, поскольку предполагает выделение следующих разновидностей:

• Цанговых зажимов — втулка вращается/смещается, кулачки сдвигаются и обхватывают хвостовик сверла или метчика.
• Термопатронов — зажимной механизм основан на свойстве металлов расширяться при нагревании или сужаться при охлаждении. В первом случае нагревают корпус, в который вставляют холодный хвостовик. Во втором случае охлаждают хвостовик, который погружают в теплый корпус. В итоге создается очень прочное соединение, с минимальным радиальным биением инструмента.
• Гидропатрон — использует силу давления жидкости, которая создает значительное зажимное усилие и компенсирует вибрации, возникающие при работе сверла, метчика, другого инструмента.
• Weldon-моделей — для таких нужен хвостовик с вытачкой, которую совмещают с резьбовым отверстием на корпусе. Далее в отверстие вкручивают заменяющий кулачки винт, который и прижимает хвостовик.

Термопатрон предполагает долгий процесс смены инструмента, гидропатрон сложен в изготовлении, поэтому обойдется дороже, а Weldon-модели не обеспечивают высокую точность центрирования оси шпинделя и инструмента. Поэтому чаще всего вы можете увидеть цанговые модели с коническим или резьбовым торцом, причем у этого класса инструментальной оснастки есть несколько оригинальных подвидов.

Разновидности цанговых патронов

Конструкционные особенности отдельных цанговых зажимов предполагают выделение следующих подвидов:

• Зажимной разновидности цанги — поворот Т-образного или Г-образного ключа с конической шестерней на рабочем торце смещает зубчатую гайку, а также толкает кулачки, фиксирующие хвостовик, поэтому данную конструкцию называют ключевой моделью. Ключ затягивает хвостовик очень сильно, но делает это не так быстро, как хотелось бы оператору.
• Быстрозажимной цанги — поворот втулки голой рукой смещает кулачки, зажимающие инструмент. Вам не придется искать ключ, но сила сжатия ограничена, а это влияет на допустимую частоту вращения и скорость подачи.
• Самозажимной цанги — шпиндель включают на реверс, сила инерции сдвигает кулачки, зажимающие сверло. Максимальная скорость в этом случае сочетается с более чем надежной фиксацией.

Тип патрона влияет на его сферу применения и его следует учитывать при выборе инструментальной оснастки.

Как выбрать сверлильный патрон

Во-первых, обратите внимание на тип монтажного торца. Он должен совпадать с форматом шпинделя или пиноли. То есть для задней бабки нужен токарный формат с конусом Морзе, а для ручной дрели — резьбовая модель с отверстием под винт. Причем конус должен подходить по большему диаметру, углу наклона, а резьбовая часть — по диаметру, шагу витков.

Во-вторых, оцените допустимые размеры хвостовиков, совместимых с таким патроном. Обычно производители инструментальной оснастки предлагают изделия для малого диаметра хвостовика (от 0,6 до 6 мм), модели для средних значений (от 1,5 до 13 мм), крупногабаритную оснастку (от 3 до 16 мм). Вы должны проверить свой запас инструментов (сверл, метчиков), чтобы подобрать правильные патроны.

В-третьих, выберите механизм зажатия. Кулачковая цанга — надежный механизм с медленным циклом замены инструмента. Она подойдет для станков, которые работают на конвейере, совершая однотипные операции. Быстрозажимной формат — лучшее решение для ручного инструмента, когда нужно быстро поменять сверло на биту, причем эта рокировка случается по несколько раз в день. Самозажимной формат подойдет станку и шуруповерту.

В-четвертых, отделите бытовые версии от промышленных моделей. Чтобы отличить бытовой патрон от промышленной оснастки, посмотрите на допустимую скорость вращения шпинделя. Если она не превышает 3000 об/минуту, такой вариант подойдет для дома. Когда предельная скорость дойдет до 10 000 оборотов в минуту, оснастку можно поставить на станок.

В-пятых, если не уверены в своей квалификации — обратитесь к менеджеру нашего магазина, который поможет подобрать модель для вашего станка, инструмента и технологии обработки.

Смотрите также:

Сверлильные станки 50