Сверлильный патрон с конусом Морзе. Самозажимной.

ДомойСоветы строителямСверлильный патрон. Как выбрать лучший?

Сверлильный патрон для станка или для обычной электродрели является обязательным устройством, которое обеспечивает надёжное фиксирование оснастки при выполнении им технологической операции. Разработаны и используются ряд конструкций патронов, которые стандартизованы отечественными ГОСТами, а также стандартами DIN.

Общие требования

Основными эксплуатационными условиями, определяющими эффективное использование сверлильных патронов в соответствующем оборудовании, являются:

1. Жёсткость крепления, которая не должна зависеть от числа оборотов, развиваемых шпинделем.
2. Отсутствие радиального биения сверла в пределах допустимых подач и твёрдости обрабатываемого материала.
3. Удобство установки в шпиндель станка.
4. Наличие дополнительных функциональных возможностей (например, подачи смазочно-охлаждающей жидкости к зоне сверления).

Жёсткость крепления всегда соотносится с материалом сверла и его свободной длиной. Например, для твердосплавных свёрл, устойчивость которых от продольного изгиба крайне мала, сверлильный патрон должен обеспечивать возможность своего самоцентрирования. Вторая задача жёсткости – обеспечить максимально возможные нагрузки на инструмент без риска его поломки.

Опасность радиального биения особо возрастает, если сверлению подвергают твёрдые и пористые материалы. В этих случаях сверло также теряет свою продольную устойчивость, и может вызвать неисправимый брак при сверлении.

В условиях частых переналадок универсального металлорежущего оборудования (к которому относится и любой сверлильный станок) сокращение подготовительно-заключительного времени – важный источник снижения трудоёмкости операции. При сверлении труднообрабатываемых материалов, а также при значительной глубине получаемого отверстия процесс часто приходится прерывать из-за необходимости охлаждения сверла. С этой целью конструкции современных сверлильных патронов предусматривают подачу смазочно-охлаждающих технологических сред (СОЖ) непосредственно во время проведения операции.

При производстве крепёжных узлов используются только определённые марки сталей. Чаще используется сталь 40Х по ГОСТ 4543-91, хотя в ряде зарубежных конструкций применяются и нержавеющие стали. Детали, предназначенные для непосредственного зажима сверла в патроне, изготавливаются из среднеуглеродистых сталей с термообработкой «улучшение», или из цементированных сталей. Поверхность сверлильных патронов отечественного производства, с целью повышения антикоррозионных характеристик, подвергают воронению.

Далее рассматриваются конструкции патронов, получивших наибольшее распространение.

Патроны с конусом Морзе

Такие конструкции характерны для оборудования, где предусмотрено соответствующее конусное крепление. Размеры оснастки должны строго соответствовать нормам ГОСТ 8255-79. Ключевым требованием считается максимальное снижение радиального биения инструмента, и допуск по нижней границе закрепления сверла в патроне.

Типоразмеры рассматриваемой оснастки для сверлильного станка различаются по следующим параметрам:

1. По диапазону диаметров крепёжной части сверла, которое может быть установлено в патроне.
2. По конструкции зажимного узла: ключ, зажимная гайка (с фиксирующим кольцом или без него).
3. По конструктивному оформлению внешней поверхности патрона (ГОСТом не ограничивается).

Конусы Морзе в сверле и патроне должны совпадать. Малейшее отклонение снижает усилие зажима и вызывает биение сверла даже при незначительных продольных нагрузках на инструмент.

Конус Морзе, названный в честь его изобретателя Стивена Морзе, представляет собой конический элемент, обладающий способностью к самоцентрированию. Для универсализации крепления изготавливается большая линейка переходных втулок с одного размера конуса Морзе на другой. Маркировка таких втулок обязательно включает в себя букву «В» и две цифры, характеризующие высоту конической части: например, обозначение В24 указывает, что этот конус Морзе имеет высоту 24 мм. Встречается и прежняя маркировка — от КМ-0 до КМ-7 (старое обозначение привязывалось к метрическим конусам, а сами конусы Морзе были примерно вдвое длиннее).

Патрон с конусом обеспечивает возможность своей удобной и соосной установки в шпиндельной головке сверлильного станка, ведь демонтировать конус Морзе с патрона значительно удобнее, чем со шпинделя. Наличие конуса Морзе, как переходной детали от патрона к шпинделю, предохраняет элементы оснастки от разрушения в случае перегрузки по крутящему моменту. В этом случае всё ограничивается только конусом, в то время как сам патрон остаётся неповреждённым.

Рассчитаны патроны с конусом Морзе для применения со свёрлами диаметром от 16 до 30 мм. В комплект входит также зажимной ключ. Такая инструментальная оснастка выпускается в соответствии с нормативными требованиями ISO 148-95, что делает патроны вполне унифицированным инструментом. Они с успехом могут быть применены как на отечественном оборудовании, так и для сверлильных станков импортного производства.

Самозажимной патрон

Такие патроны (иногда называемые быстрозажимными), также иногда имеют в своей конструкции конические элементы, но в основном используют внутреннюю резьбу (она указывается в маркировке изделия).

Самозажимной патрон включает в себя:

1. Втулку с осевым отверстием в виде конуса.
2. Зажимное кольцо, снабжённое рифлениями.
3. Корпус.
4. Пару заклинивающих зажимных шариков.

Принцип действия самозажимного патрона заключается в том, что зажим сверла обеспечивается и поддерживается в ходе вращения самого шпинделя, что особенно полезно в условиях частого использования сверлильного станка. Сверло с коническим хвостовиком того же номера вставляется во втулку, а она — в отверстие корпуса. В результате зажимное кольцо приподнимается, а зажимные шарики входят в отверстия, имеющиеся на внешней поверхности сменной втулки. При опускании кольцевого элемента, шарики размещаются в отверстиях, и обеспечивают зажим приспособления.

Замена сверла в таком случае может производиться без выключения станка. Оператор только приподнимает кольцо, шарики разводятся, и освобождают сменную втулку, которая далее извлекается из приспособления. Впоследствии на её место может быть установлена новая сменная втулка, для чего проделываются те же манипуляции. Обычно комплект поставляется с несколькими разрезными втулками, имеющими разные номера конусов Морзе. Можно вставлять несколько деталей одна в одну, увеличивая тем самым количество возможных комбинаций.

Быстрозажимной патрон может иметь и иное исполнение, использующееся, когда в детали уже имеется отверстие, и требуется зацентрировать сверло (зенкер, развёртку) относительно его оси.

Для реализации поставленной задачи в приспособлении имеются подвижная оправка и поводок, который расположен в некруглом отверстии внутренней части корпуса. Компенсацию возможных осевых усилий выполняет подшипниковый узел. Муфта привинчивается к оправке, соединяя её с корпусом, и фиксируется снизу стопорным кольцом. Пружина, которая находится внутри оправки, выполняет её прижим к корпусу. Этим обеспечивается точное позиционирование патрона по глубине имеющегося отверстия. Съём патрона со шпинделя выполняется либо клиньями (плоскими или радиусными), либо эксцентриковым ключом.

Трёхкулачковый сверлильный патрон

Различают двух- и трёхкулачковые патроны. В двухкулачковом патроне зажим инструмента выполняет тангенциально-расположенная пара кулачков, имеющая возможность перемещаться во внутренних пазах корпуса. Резьбовым ключом можно перемещать размещённый внутри патрона винт, который и выполняет смыкание и размыкание кулачковых зажимов. При простоте конструкции, возможности фиксации свёрл с большим диаметром, а также высокой стойкости плоских клинообразных кулачков, проходящих упрочняющую термообработку, такие патроны не обеспечивают хорошего осевого центрирования, поэтому на практике применяются реже, чем трёхкулачковые.

Три кулачка размещаются в корпусе под углом, исключающим самоторможение элементов. При вращении ключа, который вставляется в соответствующее отверстие на корпусе, обойма и гайка начинают перемещаться. В результате кулачки отводятся, причём одновременно в радиальном и осевом направлениях. По оси патрона образуется пространство, где помещается хвостовик инструмента. При упоре хвостовика в подпятник ключ проворачивают в противоположном направлении, и сводят кулачки до плотного контакта с конической частью хвостовика. Одновременно производится и осевая ориентация инструмента относительно шпинделя.

Ввиду простоты конструкции и способа регулировки инструмента трёхкулачковые патроны находят преимущественное применение в небольших мастерских, а также в бытовых сверлильных станках. Недостаток трёхкулачковых патронов – заметный износ кулачков, особенно, если их термообработка выполнена на недостаточную твёрдость.

Кроме описанных конструкций используются и другие разновидности патронов. Например, с целью установки свёрл сравнительно небольшого диаметра используют цанговые патроны. В них фиксация производится при помощи прижима разрезной втулки, где находится сверло, накидной гайкой. Она перемещается по резьбе, которая имеется на корпусе такого патрона, и надёжно прижимает втулку к бурту цилиндрической части корпуса. Цанговые патроны, в отличие от кулачковых, разбираются значительно легче, что облегчает процесс их очистки и ремонта.

Для прецизионных и высокоскоростных сверлильных станков наиболее эффективны патроны, имеющие полый хвостовик. Верхняя часть такого хвостовика снабжена резьбой, а в нижней части предусмотрено отверстие, куда под давлением до 50 атмосфер подаётся СОЖ. Сверлильные патроны серии НЕХА позволяют подавать СОЖ через радиально или коаксиально расположенные отверстия в корпусе. Особенность применения такой оснастки – необходимость в её динамической балансировке, при которой учитываются как крутящие моменты от привода сверлильного станка, так и давление, создаваемое потоком СОЖ.

Главная > Оснастка > Приспособления > Сверлильные патроны

Сверлильные патроны используются для выполнения сверления не только ручным инструментом – дрелью, перфоратором или шуруповёртом. Патроны для сверлильного станка имеют российские и европейские стандарты. Приспособления должны соответствовать по жёсткости крепления, радиальному биению типоразмеру, необходимому для проведения сверления в зависимости от толщины сверла и плотности материала. Чем жёстче обрабатываемый материал, тем больше нагрузка на сверло. Неправильно подобранный патрон может повлечь поломку сверла.

Делятся патроны на две больших группы по методу крепления на станке:

• при помощи конуса, соответствующего крепёжному отверстию в станке для конусных креплений;
• резьбовое соединение со станком.

Такие особенности подразумевают и различия их внутреннего строения. Внешний конус Морзе, значит и внутри будет конусное строение. По размеру внутреннего конуса Морзе самозажимной патрон должен соответствовать стандартам в нормативных документах. Маркировка имеет указания на ГОСТ, в соответствии с которым изготовлен патрон. Основные параметры заложены в документ 79 года, последующие могут иметь небольшие отклонения по допускам радиального биения и нижней границе зажима сверла.

Выбор их определяется от необходимости выполнения различных видов отверстий, удобства в работе с быстрой сменой инструмента или самого держателя. Типы размеров по возможности зажима от наименьшего до большего диаметра сверла, конус Морзе, наличие в конструкции фиксирующего и стопорного колец или ключа для каждого типоразмера регламентируется ГОСТ 8522-79.

Конструкция может быть:

• с ключом;
• зажимной гайкой;
• фиксирующим кольцом для гайки или без него.

Нормативные документы никак не ограничивают доработку и усовершенствование внешних форм, главное, чтобы основные параметры соответствовали, это позволяет при подборе сверла или сменной втулки достичь максимально точного крепления сверлильного инструмента. Только так удаётся не нарушать допустимого радиального биения. Несоответствие конуса сверла и патрона приведёт к увеличению погрешности, что плохо скажется на конечном результате работы.

Сверлильные патроны могут быть:

• самозажимными (быстрозажимными);
• прецизионными;
• трехкулачковыми;
• быстросменными.

Классификация

1. Быстросменный сверлильный патрон используется со сменной втулкой для свёрл с коническим хвостовиком;
2. Предохранительный патрон для нарезания резьбы в глухих и сквозных отверстиях имеет более сложное строение. Состоит он из кулачков муфты, ведомых полумуфт, основной кулачковой муфты, пружины и регулировочной гайки. Используется он как держатель для меитчиков.
3. Цанговый сверлильный патрон состоит из хвостовика, соединённого с цилиндрической частью. Между зажимом и хвостовиком внутри патрона находится разрезная втулка.
4. Двухкулачковый сверлильный патрон зажимает сверло благодаря внутренним зацепам в верхней части патрона, фиксируемым пружиной. Чем и объясняется его особенность применения для тонких свёрл и использования при небольших нагрузках на сверло.

Только сверлильные патроны с ключом, имеющие конус Морзе имеют соответствующие требования по ГОСТ 8522-79, встретив указание на гост соответствие по размеру используемых при данном размере конуса Морзе можно определить по таблице. Быстрозажимной не имеет конуса, но в отличие от своего собрата с ключом имеет внутреннюю резьбу, диапазон которой обязательно указывается в маркировке.

Трёхкулачковый

Маркировка чаще всего выглядит так (на изделиях российских производителей):

• ПСК 3-16 говорит о диапазоне диаметров сверл в мм;
• КМ В12;  В16;  В18 – что указывает на конус Морзе соединительного отверстия;
• ГОСТ 8522-79 – такое обозначение в маркировке однозначно указывает на соответствие по всем параметрам в таблице, составленной в 79 году.

Скачать ГОСТ 8522-79 «Патроны сверлильные трехкулачковые»

Маркировка на быстрозажимной имеет только указание на размер внутренней резьбы и диапазон диаметров зажимаемых свёрл.

Трёхкулачковый патрон для сверлильного станка, с фиксацией сверла ключом, соответствует не только ГОСТ 8522-79, но его конус Морзе отвечает стандартам СЭВ 148-75. Что делает сверлильные патроны, выпущенные в России в соответствии с ГОСТ 8522-79, пригодными для сверлильного станка зарубежных производителей, работающих по международным стандартам.

Размеры по ГОСТ 8522-79 – это строгое указание по соответствию типоразмера по диапазону зажима и допустимому радиальному биению. В то же время соответствие основным параметрам не является указанием на определённую конструкцию. Выглядеть сверлильные патроны могут по-разному:

• по форме и длине рабочей части;
• наличию или отсутствию пластикового, предохраняющего корпуса;
• методу крепления основных частей патрона между собой,
• цвету сплава.

Конус Морзе изменяется в большую сторону с возрастанием номера типоразмера. Вместе с размером изменяются допуски радиального биения.

Например, конус Морзе  В16 имеют сверлильные патроны 10 и 13 типоразмеров. Эти цифры соответствуют верхнему параметру зажима сверла, нижний устанавливается ГОСТ 8522-79. С конусом Морзе  В18 изготавливается патрон № 16 по этой же таблице. Его минимальный зажим 3 мм, максимальный – 16 мм.

Быстрозажимной патрон необходимо подбирать в соответствии с размерами крепёжного отверстия и резьбы станка. Ключевые патроны, благодаря конусу Морзе, имеют преимущество. Конусные переходники позволяют устанавливать на станок патроны с меньшим или большим конусом Морзе, расширяя возможности станка.

Наиболее выносливый быстрозажимной патрон, но он же и самый дорогой – это прецизионный быстросменный патрон. Он идеален для станка, работающего на больших оборотах. Конусные хвостовики делают прецизионный быстрозажимной патрон универсальным.

Схема работы с быстросменным держателем

Смена режущего инструмента может производиться без остановки вращения шпинделя. Патрон имеет конус отверстия, соответствующий конусности хвостовика. Инструмент вставляется вместе со сменной втулкой, на ней есть 2 паза, а внутри корпуса быстросменный сверлильный патрон имеет 2 шарика и углубления для них. Совмещение пазов на сменной втулке с шариками обеспечивает надёжность зажима инструмента в держателе.

Крепления фиксируются наружным зажимным кольцом. При смене сверла кольцо поднимается до упора вверх, открывая пазы, куда при вытаскивании втулки вдавливаются фиксирующие шарообразные крепления. Вставка втулки также происходит при поднятом внешнем кольце. При опускании его шарики совмещаются с пазами втулки и вдавливаются внутрь.

Чтобы во время работы не произошло самопроизвольного высвобождения инструмента, быстросменный сверлильный патрон оснащён стопорным кольцом. От шпинделя сверлу передаётся вращение посредством конуса хвостовика на втулку, надёжно удерживаемую шариками в корпусе. Такое устройство сверления с вертикальной подачей. Для горизонтального сверлильного станка кольцо фиксации шариков оснащено пружинами, закрывающими отверстия в корпусе, предотвращающими западание их внутрь отверстий, что привело бы к периодическому высвобождению втулки с разных сторон.

Чтобы работа происходила быстрее, перед её началом происходит подготовка свёрл. Они закрепляются в сменных втулках, соответствующих внутреннему размеру патрона и раскладываются по порядку использования. При сверлении отверстий большого диаметра применяется двухкулачковый быстросменный сверлильный патрон. Принцип работы с ним тот же, но трёхкулачковый быстрозажимной, имеет (по ГОСТ) меньшие возможности по максимальному размеру зажима.

Патрон сверлильный самозажимной, так же как и быстрозажимной, соответствует ГОСТ по соответствию конуса Морзе с диапазоном зажима. Тем более, что быстрозажимными могут называться обе категории патронов, но к самозажимным относятся только те, которые фиксируют сверло при помощи гайки на корпусе, без задействования ключа. В16 и В18 являются наиболее часто используемыми конусами для всех видов безрезьбовых патронов. Разную степень биения имеет патрон сверлильный самозажимной. С повышением конуса Морзе, увеличивается его допустимое значение, не зависимо от точности самого станка.

Разборка и сборка патронов

Бывают случаи, когда для нормального продолжения службы патрона ему необходима детальная чистка. Разобрать можно практически любой, а собрать обратно — нет. Быстрозажимной часто имеет кожух, под которым скрыты его составляющие. В этом случае разобрать или применить поверхностную чистку деталей придётся определить, сняв пластиковый кожух.

Чаще всего разобрать можно при помощи грубой физической силы, зажав его в тисках и постукивая молоточком по тыльной стороне. Тот способ применим для сборных конструкций, детали которых сделаны из толстого металла, но не из единого куска метала.

Разобрать кулачковый быстрозажимной, где венец с обоймой составляют монолит, при помощи одной только силы не удастся. Ввиду его конструкции может понадобиться нагревающий инструмент. Например, строительный фен способный дать металлу нагрев до 250 ⁰ C. прежде чем вставить патрон вращающимся кольцом в тиски, необходимо спрятать его кулачки внутрь. Нагрев вращающегося кольца необходимо производить снаружи, охлаждая его изнутри при помощи хлопчатого материала вставленного внутрь, который в процессе нагревания детали периодически поливается холодной водой.

После достаточной температуры нагрева можно выбить основу из кольца, которое так и останется в тисках. При сборке также потребуется нагревание детали.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Метки: Приспособления для сверлильных станков

• Цена: $22.99

Сегодня обзор не совсем обычного для Mysku товара. Но я знаю, что тут есть люди которые работают руками и имеют некоторый станочный парк, думаю им будет интересно. Предвосхищая возгласы о том что можно купить старый советский патрон у дедушки на рынке и он будет ого-го! — я сделал сравнение и уверен на 110%, что произвольный патрон из СССР будет не лучше. Возможно, и найдётся сопоставимый, но придётся поискать. Патрон поставляется в двух коробочках: собственно патрон с ключом и хвостовик. Начнем с хвостовика. Красивый хорошо шлифованный хвостовик под конус Морзе-2 с одной стороны и конус Морзе инструментальный укороченный B16 с другой (почитать подробнее можно например тут). Есть небольшие дефекты на плоской части, но она ни на что не влияет. Поставляется в пластиковой коробочке.

Теперь собственно патрон. Патрон в картонной коробке с качественной полиграфией. Патрон и ключ в разных пакетах. Присутствует инструкция на английской и китайском. На патроне есть надписи BRIED B16 0.5-13mm. На фото всё бликует, не получилось толком сфотографировать. Максимально сведенные и разведенные губки Надо сказать, что в описании на сайте цифры более правильные — от 1 до 13мм. то есть 0.5мм сверло входит в патрон с лёгким натягом, сверлить им не получится. 0.7мм — уже вроде как затягивается, но реально уверенно пожалуй только от 1мм. Впрочем, 0.7 я сверлить не пробовал. Максимальный диаметр — 13.5мм. Так выглядит патрон в сборе с хвостовиком: А так в сравнении с аналогом «родом из СССР» Как видим, аналог заметно меньше в диаметре при тех же заявленных размерах свёрел. Но! Эти патроны НЕСРАВНИМЫ по точности. Сравнивать будем на вот таком сверлильно-фрезерном станке Гомельского производства В патроны зажат вал от бензонасоса. Калёный, полированный, ровный, диаметром 6мм. При проверках положение узлов станка не изменялось, за исключением перемещения стола для замены патрона. старый патрон: новый патрон: Как видим, биение не более полутора соток, что я считаю просто феноменальным результатом. По сути можно использовать вместо цангового патрона для фрезерования чего-то не особо твердого и малыми диаметрами фрез. Подведем итоги: патрон отличного качества как по исполнению, так и по точности. единственным относительным минусом можно считать достаточно крупные размеры, но это я уже докапываюсь, по правде говоря. То есть даже по ГОСту патрон 1-13мм имеет наружный диаметр 52мм Несомненно, если у вас есть доступ к складам со списанным или списываемым оборудованием, и в этом «фикспрайсе» «всё за бутылку» широкий выбор нового инструмента из ЗИПов и НЗ — то надо брать на месте. Вдруг будет не хуже? Если же предприятия развалились уже давно и халявы не будет — настоятельно рекомендую к покупке. действительно очень качественный патрон. И это я не п.18 отрабатываю, это совершенно искренне. Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта. Используемые источники:

• https://proinstrumentinfo.ru/sverlilnyj-patron-s-konusom-morze-samozazhimnoj-tryohkulachkovyj-gost/
• https://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/prisposobleniya/sverlilnye-patrony.html
• https://mysku.ru/blog/china-stores/62137.html