Цанговый зажим: описание, виды, советы по выбору

Цанговый зажим — это разновидность зажимных патронов, активно использующихся в токарных станках. он является самозажимным типом таких приспособлений, поскольку ему не требуется дополнительных деталей. Это простое и надежное устройство, которое отлично подойдет для токарного дела. О том, какие имеются особенности цангового зажима и как его грамотно выбрать, и пойдет речь в статье.

Виды зажимных патронов

В зависимости от предстоящих работ и предназначения станков все зажимные изделия можно классифицировать по следующим видам:

Рычажные;
Цанговые;
Сверлильные, они же быстрозажимные;
Клиновые и гидропатроны;
Трех- и четырехкулачковые;
Термопатроны и мембранные.

Сверлильные самозажимные патроны используются на универсальных или специальных токарных станках. Их применение позволяет перенести усилие зажима при меньшем крутящем моменте по сравнению со сверлильным патронами.

Особенности конструкции

Патрон состоит из набора цанг и зажимной гайки. Цанга может быть зажимной или подающей, а также выдвижной или неподвижной, и других модификаций.

Итак, зажимная цанга имеет следующие разновидности:

Подающая заготовку;
Цельная зажимная;
Раздельная зажимная.

Первая цанга состоит из стальной втулки с 3 надрезами, формирующими подобие лепестка с концами в центр и пружинящими. Отверстие должно быть таким, чтобы заготовка плотно зажималась. Подающую цангу накручивают на вращающийся шток, который через определенный механизм подает заготовку. Под влиянием упругости лепестки плотно сидят на заготовке. Сила трения увеличивает сцепление во время обработки.

Цельная цанга представляет собой втулку с пружинящими при воздействии лепестками. Трехлепестковые модификации применяются для работы деталей диаметром менее 3 мм, четырехлепестковые используют для заготовок с диаметрами от 3 до 80 мм, далее следует задействовать шестилепестковые модификации. Сцепление растет за счет понижения размера прорезей при втягивании цанги внутрь патрона.

Разъемный вариант следует задействовать для деталей наименьшего диаметра. Раздвигают кулачки с помощью пружин. В комплект могут также входить сменные вкладыши.

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.

Самостоятельное изготовление

Для работы по дереву, металлу и пластмассам и для изготовления разнообразных печатных плат лучше всего подходит небольшая дрель. Оснастить ее следует готовым мини-креплением зажимного типа. Но если такого под рукой не оказалось, то можно без проблем изготовить его самостоятельно. Здесь понадобятся паяльник, проволока из стали миллиметровой толщины и припой. Далее процесс изготовления идет по следующей схеме:

Сворачиваем из проволоки спираль. Ее диаметр должен быть равен диаметру вала электродвигателя и сверла, с которым необходимо будет работать;
Пропаиваем спираль. Высокое качество обеспечивается паяльным флюсом или схожими вариантами;
Затем надеваем спираль на вал — и мини-патрон для нашего сверла полностью готов.

Самодельные цанговые патроны прекрасно подходят при отсутствии готовых вариантов зажимов для дрелей и при наличии соответствующих навыков самостоятельного изготовления подобных механизмов. Незаменимыми они станут и в домашнем хозяйстве, когда требуется работа со специфическими деталями, а готовые зажимы могут не подойти по каким-либо характеристикам.

Зажимная цанга — важный элемент в токарных станках различных модификаций. С ее помощью можно производить работы по обработке и фрезеровке металлических и пластмассовых деталей. Кроме того, ее без проблем можно изготовить самостоятельно с применением подручных материалов. Имеющееся на сегодняшний день разнообразие таких механизмов позволяет подобрать оптимальную модель зажима под персональные нужды. Также очень важно учесть способ его крепления к шпинделю и размеры фланца, так как без них подобрать цангу будет невозможно. Удачной работы с различными видами зажимов!

Цанга

Содержание: Скрыть Открыть

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.

Конструкция и применение

Цанга представляет собой пружинящую разрезную втулку с усеченным конусом и отверстием необходимого диаметра. Корпус цанги имеет специальные пропилы, которые обеспечивают движение фиксирующих лепестков при установке или снятии инструмента. Сжимающее усилие обеспечивает вращение гайки.

Читать еще: Пайка алюминия в домашних условиях: методики и принципы, флюсы и припои

На рисунке ниже приведены цанга (1), фреза с цилиндрическим хвостовиком (2) и цанговый патрон (3).

Данный фиксирующий элемент предназначен для установки в цанговый патрон который, чаще всего, является отдельным элементом оснастки металлорежущего станка. Сам патрон устанавливается посредством конуса Морзе на посадочное место патрона. Также он может быть и составной частью станка.
Цанги широко применяются в современных металлорежущих станках – токарных, сверлильных и фрезерных. Основным преимуществом данного типа фиксации является высокая скорость установки или съёма инструмента. К недостаткам можно отнести необходимость строгого соответствия типоразмеров патрона и цанги.

Виды цанг

В современной металлообработке применяются различные виды цанг, отличающиеся размером и конструктивным исполнением. Фиксаторы общего назначения подразделяются на:

Сквозные и глухие. Сквозные могут фиксировать деталь неограниченного размера и применяются, к примеру, для фиксации прута для токарной обработки.
Одна или две зоны зажима. Наиболее жесткую фиксацию обеспечивают цанги с двумя зонами зажима, полностью исключая отклонение от оси шпинделя.
Цанги для метчиков и другого инструмента с квадратным или шестигранным хвостовиком. Конструкция данного типа фиксаторов обеспечивает осевую компенсацию.

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.

ГОСТы

На цанги зажимного типа, предназначенных для хвостовиков цилиндрической формы, действует ГОСТ 17201-71. Другие часто используемые стандарты определяют основные и присоединительные размеры цанг. Для зажимных цанг действует ГОСТ 2876-80, для подающих – ГОСТ 2877-80. Из международных стандартов общеприменимым является DIN 6499, ISO 15488, регулирующий параметры цанг ER – с двумя зонами зажима и сквозным отверстием.

Новости

Доставка — в штатном режиме

Адресная доставка и до транспортной компании

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.

Читать еще: Характеристики маленьких болгарок: описание мини-ушм

Конструктивные особенности

Цанги изготавливают из инструментальных и легированных сталей с особенностью закалки:

рабочую часть закаливают до требуемой твёрдости;
хвостовик подвергают отпуску до оптимальной величины.

Будучи самозажимными, устройства не требуют применения дополнительных винтов, шпилек или стопорных элементов.
Точность центрирования обеспечивается упруго деформируемыми зажимными элементами, называемые лепестками, перемещающимися в рабочем пространстве одновременно. Этим обеспечивается их самоцентрирование.
Погрешность точности центрирование детали не превышает 0.05 – 0.08 мм.
Усилия при изгибе лепестков не должны превышать пределы значений их упругости. Отсюда, требование к точности диаметра детали для базирования в зажимном устройстве.
БЕЗОСТАНОВОЧНЫЙ цанговый патрон Батроханова, позволяет вести установку и смену заготовок без остановки вращения шпинделя. Скорость обработки ограничивается частотой оборотов, какие способны выдержать подшипники станка.
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.

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.

Читать еще: Строгальный станок по дереву: виды приборов и особенности их использования в производстве

Устройство простого цангового зажима

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.

Цанговый зажим: описание, виды, советы по выбору