Патрон для нарезания резьбы на сверлильном станке

Резьбонарезные патроны

Многие станки могут применяться для выполнения нескольких задач. В некоторых случаях показатель их функциональности зависит от оснастки. Резьбонарезной патрон предназначен для нарезания резьбы, когда в качестве режущего инструмента используется метчик. Есть возможность использовать резьбонарезные патроны также и в обрабатывающих центрах. Их популярность довольно велика. Однако для того чтобы получить резьбу нужного качества следует правильно подобрать оснастку.

Конструктивные особенности

Процесс резьбонарезания при применении токарных и сверлильных, фрезерных станков, когда обработка проводится человеком, а не программой, очень сложен. Только мастера высокой квалификации могут создавать резьбу с указанными параметрами согласно ГОСТ. Когда стало возможно использовать резьбонарезные патроны с головками, процесс создания резьбы метчиками несколько упростился. Это связано со следующими особенностями конструкции:

1. Система осевой компенсации – проводит компенсирование показателя разности между установленной подачей и шагом установленного метчика. Рассматриваемая особенность дают возможность применять сверлильные станки для создания резьбовой поверхности в цилиндрическом теле согласно ГОСТ.
2. Установленная внутри предохранительная муфта проводит регулировку показателей передаваемого крутящего момента. Муфта шариковая. Подобный предохранительный элемент позволяет настроить наиболее оптимальный режим обработки для различных сплавов. Если требования, указанные по ГОСТ, требуют большой точности, крутящий момент уменьшают, скорость обработки падает, но достигается более высокая точность. Кроме этого важно учитывать то, из какого материала изготовлены метчики. Уменьшение крутящего момента – мера, позволяющая защитить метчик от поломки.

Предохранительный механизм срабатывает при остановке метчика. Если его не будет, тогда режущий инструмент может сломаться от возникающей нагрузки.

Резьбонарезные предохранительные головки с метчиками

Принцип работы

Предохранительные головки, которые используются при работе сверлильного станка, состоит из следующих элементов: металлического корпуса, поводка, втулки, нескольких шариков, тарельчатой пружины и обычной, гайки, гильзы, шайбы, замкового кольца.

Все составляющие позволяют создать предохранительную конструкцию для защиты режущего инструмента от сильного воздействия вращающей силы.

Принцип работы следующий:

1. Для метчика есть специальное гнездо, которое имеет квадратную форму. Гнездо представлено отверстием в корпусе и специальной втулкой.
2. Зажим режущего инструмента происходит за счет шариков и перемещения втулки под действием пружины.
3. Основное движение, осевое, передает крутящий момент к корпусу через шарики и поводок, которые поджимаются тарельчатыми пружинами и кольцом.
4. Специальная гайка изменяет показатель деформации тарельчатых пружин, что и обуславливает изменение показателя передаваемого крутящего момента.

Головка предохранительная поставляется с определенными настройками для сталей по ГОСТ 1050-88. Для настройки их работы при условии, что заготовка изготовлена из других металлов, проводится подкрутка регулировочной гайки.

Достоинства и недостатки использования резьбонарезных патронов

К достоинствам резьбонарезных патронов можно отнести:

1. Высокое качество обработки при использовании метчиков.
2. Возможность уменьшение себестоимости за счет использования оборудования, которое выполняет не только работы по резьбонарезанию.
3. Предустановленный показатель передаваемого крутящего момента согласно ГОСТ.
4. Возможность наладки работы при помощи специальной гайки.
5. Быстрая смена режущего инструмента вместе с предохранительной головкой.
6. Возможность использования с предохранительным устройством, которое защитит режущий инструмент от губительного воздействия высокого показателя крутящего момента.
7. Обработку может проводить мастер, не обладающий высокой квалификации.

Среди недостатков можно отметить только увеличение себестоимости деталей, а также специализацию большого числа моделей рассматриваемой оснастки на нарезании правой резьбы.

Классификация

Практически все виды рассматриваемой оснастки имеют схожую конструкцию. Однако они отличаются по следующим основным признакам, которые и является критериями для проведения классификации:

1. Тип хвостовика, который определяет ГОСТ.
2. Диапазон нарезания, в котором может использоваться конкретная модель. Речь идет о диаметре тела вращения.
3. Тип конуса.
4. Длина и другие размеры.

Все модели обозначены согласно правилам ГОСТ, что позволяет найти необходимый вариант достаточно быстро.

Набор резьбонарезных предохранительных головок с патроном

Кроме этого можно выделить следующие типы резьбонарезных патронов:

1. Для «жесткого» нарезания.
2. Для обработки с компенсацией.

Существуют варианты исполнения, которые создаются по заказу под определенные станки .

Реверсивный механизм резьбонарезных патронов

В некоторых случаях станок не имеет возможности реверсивного движения шпинделя. Именно поэтому были созданы специальные реверсивные резьбонарезные патроны. Их конструкция имеет следующие особенности:

1. Зажимной тип оснастки.
2. Эластичная втулка.
3. Механизм защиты от перезагрузки и компенсации шага.

Реверсивный резьбонарезной патрон

Конструкция позволяет менять направление вращения без изменения режима резьбонарезания. Согласно ГОСТ также проводится выбор по нужному диаметру резьбы и ее параметры.

Патрон для нарезания резьбы на сверлильном станке

Патроны резьбонарезные с головками предохранительными предназначены для нарезания различных типов правой и левой резьбы метчиками. Применяются на сверлильных, фрезерных, токарных станках и станках типа обрабатывающий центр. Резьбонарезные патроны имеют механизмы осевой компенсации, позволяющие компенсировать разность между подачей станка и шагом метчика, предусмотрен механизм быстрой смены головок предохранительных на другой диаметр метчика.
Головка имеет встроенную предохранительную шариковую муфту с механизмом регулировки передаваемого крутящего момента для нарезания резьбы в различных материалах, что позволяет предохранить метчики от поломки (при увеличении момента метчик останавливается). Это наиболее целесообразно и незаменимо при нарезании резьб в глухих отверстиях, труднообрабатываемых материалах, при нарезании резьб с мелким шагом. Головка имеет механизм быстрой смены метчика с надежной фиксацией в течении нескольких секунд.

Патроны резьбонарезные/ Threading chucks

Патроны предназначены для крепления предохранительных головок, обеспечивают быструю смену предохранительных головок.
Осевая компенсация погрешностей подачи станка и шага метчика
F – растяжение / extension
F1 – сжатие/ compression

ТУРБ 00223728.001-98.

Хвостовик
Shank

Обозначение
Item

D нарезания резьбы
D of thread

К*

L

F

F1

l

d

кг,
kg

Головки предохранительные/Tapping heads

Применяются совместно с патронами резьбонарезными. Предназначены для крепления правых и левых метчиков.

Преимущества:

• обеспечение качественного нарезания резьбы;
• наличие встроенной предохранительной муфтыпредотвращает от поломок метчика в случае слишкомбольшого увеличения крутящего момента (например, метчикдостигает дна глухого отверстия);
• наличие механизма регулировки крутящего момента,быстрой смены и крепления метчика**.

ТУ РБ 00223728.011-98.

Обозначение
Item

Хвостовик
Shank

D

d

l

l1

d1х

D нарезаемых резьб/D of thread

Крутящий момент Нм** по стали 45
153…203 НВ
Torque Hm**
On steel 45
153…203 Hm

кг,kg

Метрической,
Мм
Metric, mm

Дюймовой, дюймы
Inch, inches

Трубная цилиндр., дюймы
ГОСТ 6357-81
Pipe straight,
Inches
GOST 6357-81

Предельное отклонение крутящего момента ± 10 %/ max. diviation of torque ± 10 %.

* Поставляется по спецзаказу/* Available on special oder.
** Ключи для регулировки крутящего момента поставляются по спецзаказу. Номер чертежа 7812-4041.

Головка предохранительная/ Tapping head

Устройство и принцип работы/ Structure and principle of work

1 – корпус/ corps; 2 – втулка/ sleeve; 3 – шарики/ balls; 4 – пружина/ spring; 5 – поводок/ leash; 6 – шарики/ balls; 7 – пружины тарельчатые/ discsprings;8 – кольцо/ ring; 9 – гильза/ bush; 10 – гайка/ nut; 11 – кольцо замковое/ inter lockring; 12 – заглушка/ cap; 13 – шайба/ washer

Метчик устанавливается в квадратное отверстие корпуса 1 и втулку 2. Зажим метчика производится шариками 3 при перемещении втулки 2 пружиной 4. Крутящий момент к корпусу 1 от резьбонарезного патрона передаётся поводком 5 через шарики 6, поджатые кольцом 8 и тарельчатыми пружинами 7 в лунки корпуса. Регулировка крутящего момента обеспечивается изменением величины деформации тарельчатых пружин 7 при вращении гайки 10.
Головка предохранительная поставляется с отрегулированным крутящим моментом, обеспечивающим нарезание указанной на головке резьбы в стали 45, 153…203 HB по ГОСТ 1050-88. Величина крутящего момента для других сталей определяется эксперементально и регулируется вращением гайки 10, согласно паспорта изделия.

Порядок настройки и работы:

При нарезании резьбы в сталях с механическими свойствами, отличающимися от стали 45, необходимо выполнить следующее:
– расчётным или эксперементальным методом (с помощью динамометрического ключа) определить момент резания Нм в данной стали необходимым метчиком;
– снять замковое кольцо и произвести настройку крутящего момента вращением гайки по часовой стрелке для увеличения крутящего момента. Контроль головки на крутящий момент производится динамометрическим ключом и специальной оправкой, зафиксированной вместо метчика. После настройки головки гайку зафиксировать кольцом замковым;
– после настройки головка готова к эксплуатации и правильно отрегулированная головка должна обеспечить плавное нарезание метчиком резьбы, при упоре метчика в дно глухого отверстия появление треска в головке сигнализирует о прекращении вращения метчика.

Патрон сверлильный самозажимной: виды и описание

Сверлильные патроны применяются для проведения сверления не только с помощью ручного инструмента — шуруповерта, перфоратора или дрели. Они для станка имеют европейские и российские стандарты. Изделия обязаны соответствовать по жесткости крепежа, радиальному биению, типоразмеру, которое требуется для выполнения сверления с учетом плотности материала и толщины сверла. Чем обрабатываемый материал жестче, тем больше на сверло нагрузка. Неверно выбранный патрон сможет повлечь поломку сверла.

Общие сведения

Патроны разделяются на две основные группы по способу крепления на станке:

• резьбовое соединение со станком;
• с помощью конуса, который соответствует в станке крепежному отверстию для конусных креплений.

Эти особенности обуславливают и отличия их внутреннего строения. Внешний конус Морзе обозначает, что и внутри находится конусное строение. Самозажимной патрон по размеру внутреннего конуса обязан в нормативных документах соответствовать стандартам. Маркировка имеет указания на ГОСТ, с учетом которых сделан патрон. Главные параметры указаны в документе 1979 года, дальнейшие могут иметь незначительные отклонения по допускам нижней границы зажима сверла и радиального биения.

Их выбор определяется с учетом необходимости проведения разных видов отверстий, самого держателя и удобства в работе с быстрой заменой инструмента. Конус Морзе, виды размеров по возможности зажима от наименьшего диаметра сверла до большего, наличие в конструкции ключа или стопорного и фиксирующего кольца для каждого типоразмера указаны в ГОСТе 8522−79.

Конструкция бывает:

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

Нормативные документы не ограничивают усовершенствование и доработку внешних форм, самое важное, чтобы главные параметры соответствовали. Это дает возможность во время выбора сменной втулки или сверла добиться наиболее четкого крепления сверлильного инструмента. Лишь так можно не нарушить радиального допустимого биения. Несоответствие патрона и конуса сверла провидит к увеличению погрешности, это отрицательно отражается на конечном результате работы.

Патроны для сверления бывают:

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

Применение патронов

Сверлильные элементы используются для крепления и зажима несимметричных сложных заготовок нецилиндрической и цилиндрической формы. Причем отличают самоцентрирующиеся патроны для деталей, которые имеют осесимметричную форму, и изделия с независимыми кулачками, которые используются для несимметричных.

• Цанговые — применяются в виде цилиндра для крепежа сверл малого диаметра с хвостовиком.
• Конусообразные переходные втулки — применяются для закрепления устройства с хвостовиком в форме конуса, когда номер хвостовика конуса изделия не соответствует в шпинделе агрегата номеру конуса.
• Быстросменные — используются для быстрой смены режущего механизма в процессе обработки, что повышает производительность и сокращает время работы во время изготовления отверстий.
• Самоустанавливающиеся — применяются во время изготовления предварительно сделанных отверстий, дают возможность по оси обтачивающего отверстия центрировать агрегат.

Классификация сверлильных патронов

Существуют следующие виды:

1. Предохранительный — для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях. Он состоит из ведомых полумуфт, кулачков муфты, регулировочной гайки, пружины и основной кулачковой муфты. Применяется как держатель для метчиков.
2. Сверлильный быстросменный — применяется с коническим хвостовиком со сменной втулкой для сверл.
3. Сверлильный двухкулачковый — зажимает сверло за счет внутренних зацепов сверху патрона, которые фиксируются пружиной. Чем и обусловлена его особенность использования для тонких сверл и применения во время небольших нагрузок на сверло.
4. Сверлильный цанговый — состоит из хвостовика, который соединен с цилиндрической частью. Между хвостовиком и зажимом внутри патрона расположена разрезная втулка.

Лишь сверлильные патроны с ключом обладают необходимыми требованиями с учетом ГОСТ 8522–79 . Быстрозажимной изготавливается без конуса, однако в отличие его собрата с ключом, имеет внутреннюю резьбу, ее диапазон непременно указан в маркировке.

Особенности трехкулачкового патрона

Как правило, маркировка выглядит таким образом (на изделиях отечественных изготовителей):

• ГОСТ 8522–79 — это обозначение в маркировке указывает однозначно на соответствие по всем характеристикам в таблице, которая была составлена в 1979 году.
• КМ В18; В16; В12 — это обозначает конус Морзе соединительного отверстия.
• ПСК 3−16 — это указывает на диапазон диаметров сверл в миллиметрах.

Маркировка на быстрозажимном патроне имеет лишь указание на диапазон диаметра зажимаемых сверл и размер внутренней резьбы.

Для сверлильного станка трехкулачковый элемент с креплением сверла ключом отвечает как ГОСТ 8522–79 , но также конус Морзе соответствует стандартам СЭВ 148−75. Это изделия, которые изготовлены в России, делают в соответствии с ГОСТ 8522–79 , они пригодны для сверлильного станка зарубежных изготовителей, которые работают по международным стандартам.

Размеры с учетом ГОСТ 8522–79 — это четкое указание по соответствию допустимому радиальному биению и типоразмеру по диапазону зажима. При этом соответствие к главным параметрам не является указанием на конкретную конструкцию. Внешний вид сверлильных патронов различается:

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

Конус Морзе меняется в большую сторону с учетом номера типоразмера. Допуски радиального биения меняются одновременно с размером.

К примеру, конус Морзе В16 имеют 10 и 13 типоразмеры сверлильных патронов. Данные показатели соответствуют верхней границе зажима сверла, нижний определен ГОСТ 8522–79 . Патрон № 15 изготавливается с конусом Морзе В18 по такой же таблице. Его максимальный зажим 15 мм, минимальный — 3 мм.

Быстрозажимной нужно выбирать с учетом размеров резьбы станка и крепежного отверстия. Ключевые патроны имеют определенное достоинство. Конусные переходники дают возможность ставить на станок патроны с большим или меньшим конусом, расширяя таким образом возможности станка.

Самым выносливым является быстрозажимной патрон, однако, он же и самый дорогостоящий — это быстросменный прецизионный патрон. Он лучше всего подходит для станка, который работает на больших оборотах. Прецизионные быстрозажимные патроны, а также конусные хвостовики делают их универсальным.

Элементы с быстросменным держателем

Замена режущего инструмента может проводиться без остановки работы шпинделя. Патрон имеет соответствующий конусности хвостовик и конус отверстия. Инструмент устанавливается одновременно со сменной втулкой, на которой находится два паза, а внутри корпуса сверлильный быстросменный патрон имеет два шарика и углубления для них. Совмещение на сменной втулке пазов с шариками создает надежность крепления в держателе инструмента.

Фиксируются крепления зажимным наружным кольцом. Во время смены сверла кольцо приподнимается вверх до упора, открывая пазы, в которые во время вытаскивания втулки вдавливаются шарообразные фиксирующие крепления. Также вставка втулки проходит во время приподнятого внешнего кольца. Во время опускания его совмещаются шарики с пазами втулки и утапливаются вовнутрь.

Для того чтобы при работе не случилось самопроизвольного освобождения инструмента, сверлильный быстросменный патрон оборудован стопорным кольцом. Сверлу от шпинделя передается вращение с помощью конуса хвостовика на втулку, прочно удерживаемую в корпусе шариками. Это для инструмента сверления с вертикальной подачей. Кольцо фиксации шариков для горизонтального станка для сверления оборудовано пружинами, которые закрывают отверстия в корпусе, не допускающих их западание вовнутрь отверстий, это бы привело к постоянному высвобождению втулки с различных сторон.

Для того чтобы работа проходила быстрей, перед ее началом необходимо подготовить сверла. Они крепятся в сменных втулках, которые соответствуют внутреннему размеру патрона и укладываются по схеме использования. Во время сверления отверстий большого диаметра используется быстросменное двухкулачковое изделие. Принцип работы такой же, однако трехкулачковый быстрозажимной по максимальному размеру зажима по ГОСТ имеет меньшие возможности.

Самозажимной патрон, так же как и быстрозажимной, с диапазоном зажима отвечает ГОСТу по соответствию конуса. Тем более что быстрозажимными называются оба вида изделий, однако самозажимными являются лишь те, которые крепят сверло с помощью гайки на корпусе без использования ключа. В18 и В16 — это наиболее часто применяемые конусы для любых типов безрезьбовых патронов. Сверлильный самозажимной патрон имеет различную степень биения. С увеличением конуса, повышается его допустимое значение, вне зависимости от точности непосредственно станка.

Правила сборки и разборки

Иногда могут быть случаи, когда для нормальной работы оборудования требуется детальная очистка. Можно разобрать почти любой патрон, но обратно собрать — нет. Быстрозажимной зачастую имеет кожух, под ним находятся его составляющие. В данном случае разобрать или использовать поверхностную очистку деталей необходимо определить, если снять пластиковый кожух.

Как правило, можно разобрать с помощью грубой физической силы, закрепив его в тисках и по тыльной стороне постукивая молоточком. Этот метод применим для сборных конструкций, где все части изготовлены из толстого металла, но не из цельного металлического куска.

Разобрать быстрозажимной кулачковый, в котором обойма с венцом составляют монолит, с помощью одной лишь силы не получится. Из-за его конструкции может потребоваться нагревающий инструмент. К примеру, строительный фен, который способен придать металлу нагрев до 300 градусов. Перед тем как установить патрон в тиски вращающимся кольцом, нужно спрятать вовнутрь его кулачки. Нагрев вращающегося кольца нужно выполнять снаружи, охлаждая его изнутри с помощью хлопчатого материала, установленного вовнутрь, который во время нагревания детали регулярно поливается холодной водой.

После необходимой температуры нагрева можно из кольца выбить основу, которая в тисках так и останется. В процессе сборки требуется также нагревание детали.

Все выше описываемые патроны используются для зажима инструмента во время сверления разных отверстий на различных станках — токарных, сверлильных и т. д. Вышеописанные параметры непременно смогут помочь подобрать подходящие и правильные инструменты для производства и лично для себя.

Резьба под патрон – какая она?

Имеемсм.фото)
1.хвостовик шпинделя шурика(все диаметры

)
2.патрон от этого хвостовика
3.для разнообразия – патрон от 13-й Бошевской дрели с бОльшим посадочным диаметром
4.Таблицу из Бошевского каталога – вроде-бы все логично. 3/8 это примерно (3/8/*2,54=0,9525см),
1/2 тоже где-то 1,27 см.

Вопрос первый – см.фото 5 и 6: почему плашка G 3/8 (да и K 3/8) имеет такой диаметр?
Вопрос второй – чем (какой плашкой) нарезать т.н резьбу 3/8 на новом шпинделе?

плашка G – трубная цилиндрическая, и 3/8 – не диаметр резьбы, а условный диметр трубы (кажется это так называется), близкий к внутреннему.
для метрической используются плашки M. для дюймовой резьбы нужна какая-то другая.

Alex365 написал :
для дюймовой резьбы нужна какая-то другая.

in my humble opinion

tgr написал :
3/8 это примерно (3/8/*2,54=0,9525см),
1/2 тоже где-то 1,27 см.

На Вашем цифровом штангенциркуле размеры указаны правильно, а в посте нет. В сантиметрах (как в прочем и всё остальное ) резьбы, не измеряются. Только в миллиметрах, десятых, сотых. например 9,525мм
Теперь по существу.

tgr написал :
Вопрос первый – см.фото 5 и 6: почему плашка G 3/8 (да и K 3/8) имеет такой диаметр?

У плашки G 3/8 не только диаметр больше, но и шаг тоже.
резьба под патрон имеет размеры:
1/2″x20, где 1/2″ диаметр в дюймах; 20 – количество ниток (витков резьбы) на дюйм длины винта.
Диаметр резьбы в мм 12,7мм, шаг в мм 1,270мм
3/8″x24 Диаметр резьбы в мм 9,525мм, шаг в мм 1,058мм
Резьба G 3/8 шаг 19 ниток. Диаметр резьбы в мм 16,663мм, шаг в мм 1,337мм
Резьба дюймовая 3/8″ имеет шаг 16 ниток Диаметр резьбы в мм 9,525мм, шаг в мм 1,588мм

tgr написал :
Вопрос второй – чем (какой плашкой) нарезать т.н резьбу 3/8 на новом шпинделе?

Почти 100% гарантии, что такую плашку Вы не найдёте. Дюймовые плашки ещё встречаются, а дюймовых плашек с мелким шагом, я не видел никогда. Может быть Вам повезёт. Тем более, что резьба на шпинделе плашкой не режется никогда, только резцом, если конечно Вас интересует вращение патрона без биений.