Особенности патронов для сверлильных станков с конусом Морзе

Переход к современному производству во многом обусловлен внедрением на предприятиях станочного автоматического оборудования. Сверлильные станки помогают создавать отверстия, выемки, сложные углубления в заготовках из любого материала. Изюминкой в работе таких устройств является патрон для сверлильного станка.

Благодаря высокой мощности оборудования, современной компьютерной точности и высочайшей скорости работы станочное производство сегодня занимает лидирующее место среди альтернативных методов производства.

Общие сведения

Применение сверлильных станков обуславливает необходимость создания в заготовках различного размера отверстий желаемой величины. Эта филигранная работа производится методом сверления. Строение сверлильного станка простое, но даже настроенное оборудование не может функционировать без патрона для сверлильного станка. Его задача заключается в надежном закреплении самого сверла и равномерной передаче на него усилия двигателя.

Изделия применяются не только на неподвижном сверлильном оборудовании, особенно больших размеров, их мастера встречают в обычных дрелях, даже миниатюрный шуруповерт оснащается этим крепежным элементом. Согласно стандартам, перед работой подбор изделия выполняется путем сравнивания его свойств со следующими пунктами:

• подобрать правильную жесткость изделия, это обеспечит надежность закрепления сверла;
• проверить, насколько соответствует типоразмер радиальному биению;
• толщина используемого сверла во многом обуславливает выбор патрона;
• сверло и использующийся патрон должны подходить под материал заготовки.

Если пренебречь жесткостью материала, нагрузка в процессе работы на сверло возрастет, это приведет к его поломке, перегреву и нарушению целостности патрона. В худшем случае это приведет к неполадке самого устройства.

Устройство сверильного станка

Особенности крепления

Перед включением любого сверлильного станка необходимо не только обеспечить надежность фиксации самой заготовки, следует проверить крепление патрона и использующегося сверла. Полная статичность обеспечивает более качественный и точный результат работы.

Согласно типу станочного крепежа, изделия подразделяются на такие виды:

• элементы, закрепляющиеся с помощью конуса, он соответствует имеющемуся станочному отверстию на устройстве конусного типа;
• изделие присоединяется к станку при помощи обычной резьбы.

В зависимости от метода присоединения изделия к станку каждый фиксирующий элемент для сверла обладает собственным внутренним строением. Если внешняя поверхность обрамлена конусом Морзе, то внутренний механизм будет соответствовать конусному типу. Внутренняя часть Морзе маркируется согласно стандартизации ГОСТ.

Тип изделия выбирается исходя из необходимости создания определенного отверстия, удобства использования за счет быстрой смены насадок либо самого держателя сверла.

Патрон с конусом Морзе

Устройство сверлильных патронов

Изучите устройство сверлильного патрона на схеме ниже. В состав приспособления входят:

1. корпус, имеющий цилиндрическую форму;
2. обойма, вращающаяся на его внешней поверхности;
3. кулачковый механизм.

Изображение №1: устройство кулачкового сверлильного патрона

Теперь расскажем, как снимают такие патроны с дрелей и сверлильных станков, а также приведем технологию разборки зажимных приспособлений.

Классификация крепежных элементов

Любой мастер сверления располагает многофункциональным станком, он укомплектован множеством патронов, уникальными сверлами, запасными наиболее уязвимыми деталями от этого оборудования. Конструкция изделия подразделяется по типу зажима на следующие виды:

• крепежные элементы с ключевым механизмом замыкания;
• патроны, где фиксация обеспечивается зажимной гайкой.

Дополнительно оснащенные зажимным кольцом для этой гайки, этот элемент иногда отсутствовать.

Согласно нормативных стандартов и других документов, обеспечивающих жесткие требования в процессе изготовления патронов, допускается самостоятельная доработка и модернизация фиксирующего элемента, это дополнительно увеличивает точность фиксации сверла.

Идеальная подгонка сверлильного инструмента ведет к снижению возможной погрешности в процессе работы, при этом качество результата стремиться к максимальному.

Патроны для закрепления сверлильных насадок подразделяются на такие типы:

• быстросменные элементы;
• трехкулачковые;
• самозажимные;
• цанговые.

Детали быстросменного типа укомплектованы сменной втулкой, под нее подходят конические сверла. Трехкулачковые элементы зажимают сверлильную насадку внутренними зацепами с дополнительной фиксирующей пружинкой. Этот тип применяется если сверло тонкое, а нагрузка на насадку не превышает минимальных значений. Крепление сверла самозажимного типа не требует дополнительных операций по обеспечению фиксации.

Патрон на сверлильный станок 2м112, конус морзе B18

Устройство дрели и разновидности патронов для нее

Патрон представляет собой посадочное место. Он держит главный рабочий элемент инструмента — сверло, бур, отвертку. Есть специальные насадки для шлифовки или зачистки поверхностей. Их фиксируют на круглом или многогранном штырьке, который тоже ставят в устройство.

В зависимости от конструктивных особенностей выделяют следующие виды изделий:

• конусные;
• зубчато-венцовые;
• быстрозажимные.

Зачем нужно разбирать патрон

Зажимное приспособление должно обеспечивать высокую точность сверления отверстий. Однако спустя некоторое время происходит изнашивание посадочных мест. Это приводит к тому, что патрон начинает бить.

Это означает, что рабочая область сверла во время работы смещается в разные стороны. При этом формирование отверстия имеет определенные отклонения по месту и диаметру. Изнашивание кулачков не дает возможности нормально фиксировать сверла, что влечет их остановку при нагрузке. Выходом станет замена изношенного элемента на новый.

Цанговые патроны для сверления

Крепежной особенностью в конструкции любого сверла является присутствие двух канавок. Установка насадки в патрон сопровождается его поворачиванием, при этом стопорные шарики попадают в специальные углубления хвостовика. Замена оправки на этом заканчивается. При остановке работающего станка с крепежным механизмом этого типа автоматически блокируется шпиндель.

Такое крепление зажимов обеспечивает надежную фиксацию сверла за минимальное время. Уникальное строение цанги исключает возможность появления зазоров внутри крепежного механизма, это полностью ликвидирует колебания насадки при работе.

Кулачковые патроны

Строение кулачкового крепежа имеет 4 важных составляющих: крепкий корпус, втулку, специальные кулачки и кольцо. Большим преимуществом этого механизма является отсутствие пластмассовых внутренних деталей, но имеется и недостаток – для фиксации используется специальный ключ. Он значительно замедляет процесс замены насадок, их центровку. К слову, точность центровки у этой разновидности крепежа недостаточная, что приводит к расшатыванию и ослаблению сверла.

Кулачковый патрон

Разборка патрона

Как и любой инструмент, для продолжения своей нормальной работы патрон может потребовать чистку, для чего его будет необходимо разобрать. Разборка может осуществляться несколькими способами.

Если патрон не представляет собой монолитную деталь, состоящую из цельного куска какого-либо металла или сплава, то разбор можно осуществить с помощью ударного способа через постукивание молотка по его задней стороне (внешнее кольцо в этом случае съезжает с внутреннего зубчатого венца, что позволяет после полностью разобрать деталь).

Термический способ подразумевает поэтапный процесс разборки.

• 1. в обязательном порядке необходимо убрать внутрь сдерживающие кулачки (так, чтобы они были вровень с поверхностью самого патрона),
• 2. после чего установить патрон вращающимся кольцом в тиски
• 3. затем следует нагреть строительным феном (или какой-нибудь горелкой) до 250о зажатое кольцо, предварительно внутрь аккуратно поместив холодный влажный бинт (или марлю).
• 4. после того, как кольцо хорошо прогрелось, основание патрона необходимо выбить (само кольцо так и останется в тисках) в сторону кулачков.

Следует обратить внимание на толщину металла, дабы при ударе не произошла деформация детали.

Обратная сборка патрона должна производиться также под нагревом. Использование смоченной в холодной воде ткани обязательно, так как она способствует охлаждению детали изнутри; если нагрев производится слишком долго, следует обеспечить подвод воды извне.

Использование крепежных элементов

Среди наиболее распространенных крепежных конструкций применяются на производстве модели В16, чуть большего размера В18, а также конус Морзе. Цифровые показатели в названии модели не соответствуют размерным величинам патрона, к примеру, конусообразное крепление для сверлильных насадок В16 характеризуется диаметром в 27 мм.

Патроны для сверлильного оборудования могут отличаться между собой по следующим признакам:

• по внешней форме и индивидуальной длине рабочей области;
• на некоторых моделях иногда присутствует либо отсутствует предохраняющий корпус из пластика;
• метод скрепления составных частей патрона отличается в разных моделях;
• сплав, из которого изготавливается деталь станка, отличается по цветовому оттенку.

Чтобы расширить возможности сверлильного устройства его укомплектовывают дополнительными переходниками с конусом. Благодаря такому усовершенствованию можно осуществить установку патронов с уменьшенным либо существенно превосходящим по размеру конусом Морзе.

Выделяется также наиболее функциональный и выносливый тип крепежа – быстрозажимной, он идеально подходит для высокоэффективного оборудования, функционирующего на больших скоростях. Благодаря конусным хвостовикам деталь характеризуется высокой универсальностью. Но по стоимости эта деталь оборудования имеет недостижимые величины.

Выбрать тип патрона среди современного многообразия этих деталей несложно, если отдавать предпочтение универсальным разновидностям. Но профессиональная деятельность, связанная с высокоточным и сложным сверлением, требует скрупулезного анализа деталей патрона, это осуществляет не каждый специалист этого дела.

Виды сверлильных патронов

На сегодняшний день существует несколько классификаций, которые делят существующие сверлильные патроны на группы: в первой основным признаком деления выступает способ смены насадок, во второй – способ крепежа патрона на станке, в третьей – класс точности. Конечно, иностранные компании-производители предлагают свои собственные способы деления данных деталей, однако перечисленные являются универсальными и позволяют подобрать необходимый под конкретные задачи патрон без каких-либо проблем.

Классификация патронов по способу смены насадок

Согласно первой классификации выделяются следующие группы:

1. Ключевые патроны, которые имеют в своей задней части хвостовик и позволяют устанавливать на себя сменные насадки через использование специальных ключей. Подобные патроны устанавливаются на современных ручных дрелях;
2. Цанговые патроны требуют закрепления свёрл с помощью переходных цанг, которые представляют собой вытянутые стальные переходники двух диаметров. Используется такой тип патронов для обеспечения крепежа инструмента малого диаметра (до 40 мм), снабжённого хвостовиком. Обычно поставляются в комплекте с конусом Морзе и переходными цангами;
3. Быстрозажимные патроны отличаются тем, что позволяют оператору сменить насадку на инструменте без использования каких-либо ключей (отсюда и название). Данная группа дополнительно подразделяется на две других.
   Крепёж быстросменных патроновосуществляется через их фиксацию с помощью конического хвостовика. Вдобавок подобные детали всегда снабжены особой сменной втулкой для насадных свёрл;
4. Прецизионные патроны отличаются от описанных выше тем, что созданы для работы на соответствующих сверлильных станках, обеспечивают сокращения радиального биения до значения в 0.6 мм (а современные модели могут похвастать ещё меньшим значением – в 0.04 мм).

Классификация патронов способ крепежа патрона

По способу крепежа патрона на станке деление очень простое:

1. Установка может осуществляться при помощи хвостовика и конуса Морзе, которые буквально надеваются друг на друга, осуществляя сцепку. В некоторых случаях в них могут быть проделаны соответствующие друг другу резьбовые отверстия для обеспечения хорошего качества крепежа;
2. Также крепёж может быть основан на резьбовом сцеплении со станком.

Операторы некоторых предприятий могут самостоятельно изменить заводскую деталь следующим образом: на внешней части конуса Морзе нарезается резьба, которая должна соответствовать по размерам хвостовику, плюс, дополнительно накладывается гайка, дабы было возможно убрать зажимающий инструмент при помощи обычного сменного ключа. Подобные операции в обязательном порядке согласовываются с вышестоящим руководством.

Классификация патронов по классу точности

По классу точности представленные на рынке сверлильные патроны разделяются на две группы: существуют изделия I класса и II. Перед выпуском в продажу осуществляется оценка класса при помощи замера радиального биения, оказываемого на контрольной оправке, что находится в закреплённом состоянии в зажимных элементах патрона. Патроны второго класса допускают чуть большее отклонение, нежели изделия первого (например, для оправки с диаметром в 2-4 мм и длиной в 40-50 мм значения радиального биения для первого и второго класса соответственно составляют 0.05 мм и 0.1 мм).

Кстати, тесты над контрольной оправкой проводятся трижды, а за результат принимают среднее арифметическое получившихся значений отклонения (это необходимо для разносторонней проверки работы детали). В случае, если результаты являются пограничными, проводится ещё один комплекс тестов, при оставшихся «плавающих» значениях детали присваивается худший класс.

Полностью ознакомиться с допускными значениями классов можно в нормативном документе ГОСТ 15935-88.

Следует отметить, что ранее абсолютно все патроны, использовавшие на сверлильных станках, были зажимными, однако сейчас в промышленности всё большую популярность обретают самозажимные патроны, которые подтягиваются за счёт вращения шпинделя. Зажимные патроны постепенно отходят на второй план и используются активно только в быту в обычных ручных дрелях. Кстати, использование самозажимных патронов в непромышленных масштабах специалистами не рекомендуется.