Принцип работы цангового зажима

Цанговый патрон: устройство, конструкция, принцип работы и действия зажима

Цанга для фрезера – это элемент, без использования которого работа любого оборудования подобного назначения не представляется возможной. Данное устройство, конструкция которого, кроме зажимных элементов, также включает в себя гайки и стопорные шайбы, отвечает за надежную фиксацию инструмента в процессе его работы. Знать, какими конструктивными особенностями отличаются цанги для ручных фрезеров, надо для того, чтобы не только грамотно пользоваться такими устройствами, но и правильно выбирать их, когда в этом возникает необходимость.


Работа ручным фрезером начинается с установки фрезы в цанговый зажим инструмента

Виды зажимных патронов


патрон с набором цанг

В токарных, сверлильных и фрезерных станках по металлу используются патроны с механическим или ручным зажимом 2-х, 3-х или 4-х кулачковые. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые применяются при изготовлении фасонных отливок. В 3-х кулачковые крепят шестигранные и круглые болванки с конусом Морзе. А при обработке несимметричных, прямоугольных или прутков удобнее 4-х кулачковые наборы.

Все зажимные делятся на следующие категории:

  • рычажные;
  • цанговые;
  • сверлильные (быстрозажимные, БЗП);
  • клиновые;
  • гидропатроны;
  • мембранные;
  • термопатроны;
  • 3-кулачковые;
  • 4-кулачковые.

Патрон сверлильный самозажимной используется на универсальных или специальных токарных станках. Их устройство позволяет сильнее перенести усилие зажима при крутящем моменте значительно меньшем, нежели спиральные патроны. Конструкция выполняется из закаленной стали и набор кулачков из такого же металла.

В комплект поставки входит набор крепежных болтов и кулачков. Нередко патроны, идущие в набор к сверлильному или фрезерному станку, достаточно быстро ломаются, так как сделаны из некачественного металла. Квалифицированный токарь своими руками может сделать новый.

Применение фитингов

Фитинги применяются при:

  • соединении прямых участков трубопроводов, ответвлений одного или разных диаметров;
  • создании разветвлений при помощи тройников, гребёнок с переходом на внутренние большие или меньшие внешние резьбы;
  • для прохождения поворотов трубопроводных участков;

Они незаменимы в трубопроводах подачи горячей или холодной воды, обвязки отопительных приборов и котлов.

Достоинства

Фитинги обладают такими достоинствами:

  • несложные в монтаже;
  • долговечные;
  • не требуют специальных монтажных инструментов.

Недостатки


Некоторые виды соединений, такие как пресс-фитинги, требуют специального оборудования. Места соединений требуют постоянного контроля на течь. Их нельзя вмуровывать в стены, применять при устройстве тёплых полов.

Принцип работы цангового патрона

Патроны с набором сменных цанг используются для крепления осевых заготовок и резцов на фрезерных, токарных, сверлильных станках, оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Существует множество размеров и видов цанговых патронов, которые работают по одному принципу. Самозажимная гайка подает давление на торец цанги, которая передвигается в конусный проем, диаметр ее уменьшается за счет сдавливания, крепко удерживая хвостовой конец Морзе резака. Чтобы изъять резак или деталь свинчивается гайка, давление уменьшается и цанга разжимается.

Преимущество цанговых патронов перед иными в малых радиальных биениях заготовки, установленной в такое зажимное устройство. Закрепленная в самозажимном патроне, деталь отлично центрируется. В отличие от быстрозажимных (БЗП), используемых в дрелях, самозажимные работают без ключей, которые часто теряются.

Обычно такие крепления используют для обработки втулок, цилиндрических деталей с хвостовиком Морзе, прутков. Очень удобны они для вторичного крепления уже обработанной детали. Если профиль детали не соответствует форме входного отверстия патрона, используются сменные картриджи из набора.

Размерные параметры изделия

Цанга может использоваться в станках разного типа, что определяет и широту ее размерных диапазонов. В среднем можно говорить о следующих параметрах:

  • Длина – от 35 до 70 мм. Причем стандартом считается 35,5 мм.
  • Диаметр зажимной головки – от 8 до 13 мм.
  • Длина резьбы – от 9 до 16 мм.
  • Глубина профиля паза – обычный формат 2х0,8 мм.
  • Посадочный диаметр – от 6 до 22 мм.

Градация размерного ряда никак не обуславливает зависимость между разными характеристиками. Например, типовая токарная цанга для фрезера на 8 мм может иметь длину 70 мм, а деталь с посадочным диаметром 10 мм – 45 мм. Многое в размерах определяется и характером обработки. Механическое воздействие может выполняться под наклоном на некоторых станках, что, к примеру, усложняет использование длинных элементов. Это же касается и ограничений по совмещению зажимных механизмов с бабками станка разного калибра.

Конструкция цангового патрона


мини-дрель с набором цанг

Патрон состоит из зажимной гайки и набора цанг. Есть с выдвижной, втягиваемой или неподвижной цангой. По назначению цанги могут быть зажимными или подающими.


Подающая цанга — втулка из закаленной стали с 3 надрезами, формирующими своего рода лепестки с направленными в центр концами и пружинящие. Отверстие подающей цанги должно быть таким, чтобы заготовка плотно зажималась. Подающая цанга накручивается на вращающийся подающий шток, который подает заготовку, используя гидромеханический или кулачковый механизм. Во время установки заготовки в патрон ее конец Морзе задвигается между лепестками, разводя их. Под влиянием упругости лепестки плотно прижимаются к заготовке. Сцепление увеличивается во время обработки за счет сил трения.


Цельная зажимная цанга — это втулка с лепестками, пружинящими при воздействии. Для работы деталей диаметром менее 3 мм используются трехлепестковые цанги, от 3 до 80 мм — четырехлепестковые, более 80 мм — шестилепестковые. Сцепление увеличивается за счет уменьшения просвета прорезей во время втягивания цанги внутрь патрона.

Разъемная зажимная цанга — применяется для крепления деталей самого маленького диаметра. Кулачки такого патрона раздвигаются с помощью пружин. Разъемные цанги могут комплектоваться вкладышами на смену, их вид и габариты зависят от характеристик заготовки.


В цанговых патронах крепят и металлообрабатывающий инструмент (сверла, метчики, фрезы) с малым поперечником хвостовика Морзе. Резец закрепляется сменной цангой, дополнительно укрепляемой гайкой. Во время завинчивания гайки цанга утапливается внутрь, а будучи упругой, крепко зажимает хвостовик Морзе. Минус этого вида патрона в том, что под каждый диаметр резца необходима своя цанга.


В станках продольного точения самозажимной патрон используется для крепления обрабатываемой мини-заготовки. Устройство таких цанг несколько отличается от обычных. Вместе с ними для крепления заготовки могут применяться и обычные инструменты для зажима конуса Морзе.

Классификация по техническому устройству

От множества патронов типовая цанга отличается тем, что ее можно легко снимать и, как отмечалось выше, даже разбирать в некоторых модификациях. Но и цанговые приспособления различаются по способу совмещения со станочным оборудованием. В той же металлообработке задействуют статичные неразборные (неподвижные) и встраиваемые съемные модели. Также цанговый патрон может быть выдвижным и втягиваемым. Принадлежность к той или иной группе определяется конфигурацией захвата обрабатывающего инструмента, диапазоном углов механического воздействия и системой управления, так как существуют ручные и в разной степени автоматизированные узлы настройки оснастки.

Как выбрать цанговый патрон

Первое условие при выборе самозажимного патрона — крепление к шпинделю. Зажим может устанавливаться прямо на шпиндель, через переходник или накручиваться на резьбу.

Размер фланца: диаметр пояска для присоединения или параметры конуса Морзе. Не зная параметров конца фланца, патрон не подберешь.

Количество кулачков: в наборе может быть два, четыре, шесть. Цена изделия зависит от количества, формы и металла. В зависимости от вида работ можно приобрести крепеж из твердого сплава металла или мягкого.

Самостоятельное изготовление

При использовании зажимного патрона не обойтись без фрезерного станка: придется вытачивать корпус, цангу и зажимную контргайку. В качестве материала лучше всего брать заготовки из стали 50 ХФГА. Корпус мастерят из стальной болванки нужного размера, в центре которой делают отверстие с внутренней резьбой для установки на шпиндель станка. Корпус устанавливается на токарный вал для обточки внутренней полости под цангу и формирования наружной резьбы под зажимную гайку.

Контргайку изготавливают из подходящей болванки, в которой сверлят сквозное отверстие, растачивают его и делают резьбу такого же диаметра, что и на корпусе. Заготовку под цангу обтачивают, просверливают отверстие, затем делают конус и выполняют по нему разрезы. Чтобы деталь отвечала требованиям качества, ее внутренние поверхности тщательно отполировываются. Для продления срока службы самоделки металлические части закаливают. Неплохо себя зарекомендовали латунные или бронзовые цанги, однако цена исходного материала выше.

Производители цанги

К премиальным изготовителям можно отнести , «Джет», «Бош», «Макита» и других изготовителей, которые в том числе занимаются и разработкой оборудования для твердотельных заготовок. Например, распространенная цанга для фрезера 8 мм в линейке «Бош» также подходит и для шлифовальных ручных машин ее же производства. Что касается стоимости, то продукция вышеупомянутых брендов оценивается в 700-1200 руб. за цанговый элемент. Комплекты с деталями разного формата и дополнительным оснащением могут стоить и 15-20 тыс. руб. Отечественная продукция от предприятий «Зубр» и «Энкор» немногим уступает в качестве исполнения, но обходится на 15-20% дешевле.

Гост 2876-80 цанги зажимные. основные и присоединительные размеры

Цанги зажимные. Основные и присоединительные размеры ГОСТ 2876-80.pdf ГОСТ 2876-80.doc 
БЗ 11-97

Цанговый прямой зажим: что это такое

Цанговый зажим – это приспособление для фиксации деталей цилиндрической или призматической формы. Цанги представляют собой пружинящие разрезные втулки с тремя-шестью лепестками, устанавливаемые в специальный патрон. Нашли применение в машиностроении, в бытовых и профессиональных инструментах и во многих других сферах человеческой деятельности, где требуется обеспечить надежное соединение элементов конструкции.

Цанговый прямой зажим

Как устроены зажимные цанговые патроны

Чтобы изготовить цанговый патрон, используют закаленную инструментальную сталь. Этим обеспечивается высокая прочность устройства, которому предстоит долгая эксплуатация, в ходе которой будут многократно закрепляться и сниматься заготовки или инструменты.

Зажимной цанговый патрон

Конструкция зажимного цангового патрона включает:

  • корпус;
  • цангу;
  • сжимающее кольцо;
  • контргайку.

Принцип работы всех модификаций, отличающихся типоразмерами и особенностями устройства, одинаков: давление передается от гайки для зажима на конусное образование, а через него происходит формирование радиального сжимающего усилия, направленного на зажимаемую заготовку (инструмент, деталь).

Используемая цанга дала наименование наиболее распространенному цанговому патрону – ER. Преимущества цангового зажима над обычными патронами, применяемыми в токарных (фрезерных) станках состоят в:

  • упрощении процесса установки или снятия детали (заготовки);
  • возможности надежной фиксации детали, имеющей небольшой диаметр;
  • возможности использовать твердые вставки.

Цанговый патрон ER с набором цанг разного диаметра

Цанговый патрон ER выпускается с набором цанг под заготовки разного диаметра, которые устанавливаются в зависимости от конкретных размеров хвостовиков.

Цанговый зажим

Применение цангового зажима для труб позволяет существенно упростить процесс сборки трубопровода и значительно снизить его стоимость, отказавшись от услуг сторонних специалистов.

Выделяют три разновидности данного соединительного элемента по его назначению для определенных типов конструкций:

  • мягких;
  • полутвердых;
  • твердых.
Читайте также  Сварочный инвертор фубаг какой лучше

Вид цанги зажимной для трубы подбирается, исходя из того, какой материал был использован для ее изготовления:

  • металл;
  • пластик;
  • полипропилен и т.д.

Уточнив диаметр трубы, можно приступать к сборке конструкции.

Обратите внимание! Единственное ограничение состоит в том, что цангу прямого зажима не принято устанавливать в труднодоступных местах. Причина такова: подобные конструкции нуждаются в периодическом осмотре и подтягивании ослабевших элементов, поэтому доступ к ним должен быть прост.

Сборно-разборная конструкция прямого зажима

Сборно-разборную конструкцию для прямого зажима легко установить. Пружинистая разрезная втулка давит на трубу изнутри, сверху придавливается контргайкой уплотнительное кольцо. Через кольцо прижимное усилие передается на стенки трубы, которые плотно зажимаются на втулке.

Разновидности компрессионных и разъемных соединений

Цанговый зажим для соединения подбирается, исходя из материала трубы. Медные трубы, по обыкновению, стыкуют с помощью медного цангового фитинга. Мягкий, пластичный металл под давлением плотно притирают прижимные поверхности. Высоко ценятся латунные изделия, выдерживающие рабочее давление до 25 атмосфер и температуру, поднимающуюся до 115º С. Но столь качественный продукт не рекомендуется к применению в трубопроводе с агрессивной средой. К тому же латунь подвержена коррозии, поэтому срок ее эксплуатации довольно ограничен.

Трубы из полипропилена PPRC, полиэтилена низкого давления (ПНД) и сшитого полиэтилена допускается соединять пластиковыми цанговыми фитингами.

Цанговый зажим в полипропиленовом фитинге

Цанговые зажимы в полипропиленовых фитингах выполняются из нержавеющей стали. Нажимное кольцо в цанговом захвате и направляющие во втулке выполняются из полипропилена. Некоторыми производителями для усиления изделия добавляется наружное металлическое кольцо, размещаемое над внутренней резьбой. Такими изделиями состыковываются трубы из разных полимерных материалов:

  • нейлона;
  • полиамида;
  • полиуретана;
  • полиэтилена и т.п.

Цанги широко используются в разъемных фитингах:

  • водорозетке;
  • евроконусе. Для стыковки исключительно металлопластиковых труб;
  • крестовине;
  • переходнике;
  • тройнике;
  • уголке.

Использование цанговых соединений при монтаже трубопроводе позволяет добиться существенной экономии рабочего времени и материальных и финансовых средств, продлить сроки эксплуатации системы. Обжимные соединения позволяют:

  • собрать трубопровод с температурой рабочей среды, доходящей до 170º С и рабочим давлением до пятнадцати атмосфер;
  • состыковать трубы с внутренним сечением от восьми до ста миллиметров;
  • сборка трубопровода потребует простейшего набора инструментов в виде двух разводных (газовых) ключей или комплекта рожковых, с которыми управится работник с минимальной квалификацией;
  • произвести монтаж предельно просто и быстро.

Компрессионный соединитель для труб

Пневматические зажимы для труб

Цанговыми фитингами может обеспечиваться соединение труб в пневматических системах, то есть, таких, которые подвергаются давлению сжатым воздухом. Естественно, что герметичное соединение может быть обеспечено деталями, которые способно работать при таком давлении. Для изготовления зажимов для подобного использования требуются:

  • высокотехнологичный пластик, основой которого выступает ацетатный полимер. Такие изделия находят применение в системах для фильтрации воздуха. Зажимы отличаются устойчивостью в отношении воздействия коррозии и повышенной степенью жесткости. Они находят применение в условиях, когда диапазон рабочих температур устанавливается на отметках от -10º С и до +70º С, а рабочее давление достигает двенадцати атмосфер;
  • другие полимеры (полиамид, полиуретан, полиэтилен, тефлон);
  • металлы и сплавы (латунь, медь, сталь, нержавеющие сплавы).

Пневматические зажимы для труб

С пневматическими цанговыми фитингами трубопроводная система может быть быстро смонтирована или разобрана. Они чрезвычайно надежны, устойчивы к воздействию высокого давления и широкого диапазона температур.

Важно! При всех достоинствах это весьма специфичные изделия, которые могут быть установлены только в определенных рабочих системах и только для определенных целей. Исключается их применение в тех же пневматических системах с целью управления циркулирующим потоком сжатого воздуха или газа.

Как смонтировать металлопластиковый водопровод, используя цанговые зажимы

В быту металлопластиковыми трубами заметно потеснены аналогичные изделия из всех прочих материалов. Монтаж водопровода с использованием обжимных соединений превратился в самую распространенную из всех сантехнических операций. Проводится он в такой последовательности:

  1. Отмеренный отрезок металлопластиковой трубы с помощью специальных ножниц или другого инструмента отделяют таким образом, чтобы срез был произведен относительно оси строго под определенным углом – в 90º.
  2. Для выправления примятого торца (восстановления профиля среза) и снятия фаски применяется калибратор. Образовавшаяся стружка и мусор удаляются.
  3. Сразу с двух концов производится разборка прямого цангового фитинга, скручивая контргайку с резьбового торца и снимая уплотнительное кольцо со штуцера.
  4. После завершения разборки на трубу сначала надевают гайку, а затем – уплотнительное кольцо. Торец вокруг штуцера смазывается силиконом.
  5. Труба надевается на штуцер, с максимально возможной плотностью прижимаясь к торцу фитинга. Операция требует аккуратности, дабы не повредить уплотнительные кольца.
  6. Соединение требуется надежно зафиксировать. Требуемая фиксация достигается перемещением уплотнительного кольца к торцу обжимного соединения и накручиванием контргайки на резьбу. Контргайку накручивают, соблюдая осторожность, чтобы не допустить выдавливания наружу уплотнительного кольца. Первые витки производятся без использования инструментов. Гаечный ключ применяется при обездвиженном предварительно фитинге до того момента, когда раздастся характерное поскрипывание. При этих звуках гаечный ключ откладывается в сторону, чтобы не испортить достаточно хрупкую контргайку.

Монтаж металлопластикового водопровода с использованием цанговых зажимов

Избежав повреждений уплотнительных колец и контргайки, удается добиться герметичности обжимного соединения. Его разборка также не составит сложностей.

Преимущества использования цанги зажимной

Цанговыми соединениями не стоит пользоваться только в тех местах, где нельзя своевременно произвести осмотр и подтяжку. А ослабевает зажим не так быстро, прокручивать во избежание протечки приходится не чаще, чем раз за год. Во всех прочих случаях применение обжимных соединений связано исключительно с достижением значимых преимуществ. К ним принято относить:

  • возможность неоднократного использования. Применение цангового зажима позволяет беспрепятственно производить замену поврежденного участка водопровода или пневмопровода, вести ремонтные работы;
  • долгий период эксплуатации, равный десятилетиям;
  • широкий ассортимент и доступность. Цангу зажимную с нужными характеристиками от практически любого производителя не составит труда подобрать или в специализированном супермаркете (обычном или работающем через интернет), или на строительном рынке;
  • надежность и герметичность сборки;
  • простоту установки, не требующую наличия специальных навыков и сложного набора профессиональных инструментов;
  • сравнительно невысокие расходы при покупке и установке;
  • превосходные эксплуатационные характеристики.

Детали цангового соединения

Применение цанги зажимной рекомендуется, обосновываясь близким к идеальному сочетанием ее достоинствам со сравнительно невысокой стоимостью и минимальными накладными расходами, связанными с установкой и последующей эксплуатацией.

Цанговыми зажимами осуществляется множество соединений в разных отраслях хозяйственной деятельности. Рациональность их устройства позволяет с высокой степенью надежности закреплять необходимые детали, заготовки, инструменты и элементы конструкций. При этом, по большей части, не возникает потребности ни в специальном инструменте, ни навыках профессиональной подготовки.

Широкий выбор в плане использования материалов для изготовления, конструктивных особенностей и технических характеристик обусловили высокий уровень востребованности изделий. Спросу на обжимные соединения с применением цанги способствует также их невысокая стоимость и предельно низкие затраты материальных и финансовых ресурсов при монтаже. Простая и удобная конструкция удовлетворяет практически всем требованиям, которые могут быть выдвинуты к соединительному элементу.

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.

Устройство простого цангового зажима

Соответственно, чтобы извлечь инструмент или заготовку из такого патрона, необходимо ослабить самозажимную гайку, уменьшив давление, которое она оказывает на цанговый зажим.

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.

Читайте также  Редуктор давления газа для котла

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.

Рекомендации по выбору

Первое, на что следует обращать внимание при выборе зажимного патрона цангового типа, – это то, как такое устройство фиксируется на шпинделе используемого оборудования. Вариантов такого крепления может быть два: использование специального переходника или накручивание патрона на резьбовой конец шпинделя. Если фрезерный или токарный патрон цангового типа будет присоединяться к шпинделю станка при помощи фланца или посредством конуса Морзе, необходимо предварительно выяснить их точные параметры (диаметр пояска и параметры конусности).

Как уже говорилось выше, в зависимости от диаметра хвостовика инструмента или обрабатываемой заготовки выбирается количество зажимных элементов, которыми оснащена цанга. Кроме того, следует обращать внимание на материал, из которого изготовлены такие элементы: чем он тверже, тем дольше вам прослужит патрон.

Технические параметры цангового патрона с конусным хвостовиком, учитываемые при подборе оснастки

Простейший цанговый зажим, при помощи которого на валу электродвигателя фиксируется сверло, можно сделать и своими руками. Для изготовления такого фиксирующего механизма, который можно использовать только при выполнении сверлильных работ по мягким материалам, вам потребуются:

  • стальная проволока диаметром 1 мм;
  • цилиндрическая оправка, диаметр которой соответствует поперечному размеру вала электродвигателя и сверла;
  • паяльник и припой.

Из стальной проволоки, наматываемой на оправку, формируется пружина, которая затем тщательно пропаивается. После этого самодельная цанга может использоваться по назначению.

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
  • Особенности конструкции
  • Как выбрать цанговый патрон
  • Самостоятельное изготовление

Виды зажимных патронов

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

  1. Рычажные;
  2. Цанговые;
  3. Сверлильные, они же быстрозажимные;
  4. Клиновые и гидропатроны;
  5. Трех- и четырехкулачковые;
  6. 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!

Цанговый патрон: устройство, конструкция, принцип работы и действия зажима

Цанговый патрон — это разновидность токарных патронов. Они удерживают деталь во время ее обработки на огромной скорости. Существует несколько видов для разных форм детали, видов обработки и назначения. Цанговый патрон в отличие от быстрозажимных (БЗП) не требует дополнительных приспособлений: шпилек, винтов или стопоров. Поэтому второе его название — самозажимной. Это простое и надежное устройство получило широкое распространений в оснащении токарных станков. Самый расхожий тип цанги — ER.

Виды зажимных патронов

В токарных, сверлильных и фрезерных станках по металлу используются патроны с механическим или ручным зажимом 2-х, 3-х или 4-х кулачковые. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые применяются при изготовлении фасонных отливок. В 3-х кулачковые крепят шестигранные и круглые болванки с конусом Морзе. А при обработке несимметричных, прямоугольных или прутков удобнее 4-х кулачковые наборы.

Все зажимные делятся на следующие категории:

  • рычажные;
  • цанговые;
  • сверлильные (быстрозажимные, БЗП);
  • клиновые;
  • гидропатроны;
  • мембранные;
  • термопатроны;
  • 3-кулачковые;
  • 4-кулачковые.

Патрон сверлильный самозажимной используется на универсальных или специальных токарных станках. Их устройство позволяет сильнее перенести усилие зажима при крутящем моменте значительно меньшем, нежели спиральные патроны. Конструкция выполняется из закаленной стали и набор кулачков из такого же металла.

В комплект поставки входит набор крепежных болтов и кулачков. Нередко патроны, идущие в набор к сверлильному или фрезерному станку, достаточно быстро ломаются, так как сделаны из некачественного металла. Квалифицированный токарь своими руками может сделать новый.

Принцип работы цангового патрона

Патроны с набором сменных цанг используются для крепления осевых заготовок и резцов на фрезерных, токарных, сверлильных станках, оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Существует множество размеров и видов цанговых патронов, которые работают по одному принципу. Самозажимная гайка подает давление на торец цанги, которая передвигается в конусный проем, диаметр ее уменьшается за счет сдавливания, крепко удерживая хвостовой конец Морзе резака. Чтобы изъять резак или деталь свинчивается гайка, давление уменьшается и цанга разжимается.

Преимущество цанговых патронов перед иными в малых радиальных биениях заготовки, установленной в такое зажимное устройство. Закрепленная в самозажимном патроне, деталь отлично центрируется. В отличие от быстрозажимных (БЗП), используемых в дрелях, самозажимные работают без ключей, которые часто теряются.

Обычно такие крепления используют для обработки втулок, цилиндрических деталей с хвостовиком Морзе, прутков. Очень удобны они для вторичного крепления уже обработанной детали. Если профиль детали не соответствует форме входного отверстия патрона, используются сменные картриджи из набора.

Читайте также  Домкрат ромбический какой выбрать

Конструкция цангового патрона

Патрон состоит из зажимной гайки и набора цанг. Есть с выдвижной, втягиваемой или неподвижной цангой. По назначению цанги могут быть зажимными или подающими.

Подающая цанга — втулка из закаленной стали с 3 надрезами, формирующими своего рода лепестки с направленными в центр концами и пружинящие. Отверстие подающей цанги должно быть таким, чтобы заготовка плотно зажималась. Подающая цанга накручивается на вращающийся подающий шток, который подает заготовку, используя гидромеханический или кулачковый механизм. Во время установки заготовки в патрон ее конец Морзе задвигается между лепестками, разводя их. Под влиянием упругости лепестки плотно прижимаются к заготовке. Сцепление увеличивается во время обработки за счет сил трения.

Цельная зажимная цанга — это втулка с лепестками, пружинящими при воздействии. Для работы деталей диаметром менее 3 мм используются трехлепестковые цанги, от 3 до 80 мм — четырехлепестковые, более 80 мм — шестилепестковые. Сцепление увеличивается за счет уменьшения просвета прорезей во время втягивания цанги внутрь патрона.

Разъемная зажимная цанга — применяется для крепления деталей самого маленького диаметра. Кулачки такого патрона раздвигаются с помощью пружин. Разъемные цанги могут комплектоваться вкладышами на смену, их вид и габариты зависят от характеристик заготовки.

В цанговых патронах крепят и металлообрабатывающий инструмент (сверла, метчики, фрезы) с малым поперечником хвостовика Морзе. Резец закрепляется сменной цангой, дополнительно укрепляемой гайкой. Во время завинчивания гайки цанга утапливается внутрь, а будучи упругой, крепко зажимает хвостовик Морзе. Минус этого вида патрона в том, что под каждый диаметр резца необходима своя цанга.

В станках продольного точения самозажимной патрон используется для крепления обрабатываемой мини-заготовки. Устройство таких цанг несколько отличается от обычных. Вместе с ними для крепления заготовки могут применяться и обычные инструменты для зажима конуса Морзе.

Как выбрать цанговый патрон

Первое условие при выборе самозажимного патрона — крепление к шпинделю. Зажим может устанавливаться прямо на шпиндель, через переходник или накручиваться на резьбу.

Размер фланца: диаметр пояска для присоединения или параметры конуса Морзе. Не зная параметров конца фланца, патрон не подберешь.

Количество кулачков: в наборе может быть два, четыре, шесть. Цена изделия зависит от количества, формы и металла. В зависимости от вида работ можно приобрести крепеж из твердого сплава металла или мягкого.

Как самостоятельно сделать патрон

Для выполнения работ по дереву, мягким металлам и пластмассам, домашнего изготовления печатных плат подойдет мини-дрель небольшой мощности, сделанная своими руками. Проще всего оснастить ее уже готовым мини-самозажимным креплением из ручки или карандаша. Но если таковых под рукой нет, мини-цангу совсем несложно сделать своими руками. Необходимы: паяльник, стальная проволока толщиной 1 мм, припой.

  • из проволоки сворачивается спираль диаметром равная диаметру вала электродвигателя и сверла, с которым предстоит работать;
  • спираль пропаивается, высокое качество соединений обеспечивается паяльным флюсом или КФЭТ;
  • спираль надевается на вал и мини-цанга готова.

Видеоролик о том, как квалифицированный токарь по металлу сделал своими руками самозажимной патрон:

Фрезерные цанги: виды, размеры зажимных цанговых патронов

Важнейшим узлом ручного фрезера является цанговый зажим или цанга. Он служит для надежного крепления фрезы в патроне. От работы этого узла зависит как производительность, так и безопасность применения инструмента. Оснастка обеспечивает максимальную точность установки и наименьшее осевое биение среди всех аналогичных видов крепежа.

Что собой представляют цанги для ручных фрезеров

Иногда цанговый зажим для ручного фрезера путают с кулачковым. Назначение у них сходное — это крепление хвостовика рабочих инструментов к вращающемуся шпинделю. Но если второй универсальный и дает возможность крепить стержни разных диаметров (в рамках своего диапазона), то первый предназначен для крепежа одного, строго определенного размера. Основные части цанги:

  • Зажимной элемент. Внутреннее отверстие его соответствует по диаметру тому хвостовику, для которого он предназначен. Наружный размер у набора цанг одинаковый. Их можно крепить в зажимном патроне и пользоваться одной накидной конусной гайкой.
  • Накидная гайка. Ее можно использовать общую для целого набора зажимных элементов.

Гайки выполняют шестигранными, под накидной ключ. Для небольших диаметров их часто делают цилиндрическими, с накаткой для затягивания вручную.

Назначение цанговых патронов

Цанговые зажимы могут фиксировать не только фрезу, но и заготовку цилиндрической формы.

По своему назначению патроны делятся на:

  • Подающие. Выполняются в виде втулки из прочного сплава, подвергнутого закалке. На ее поверхности сделано три или четыре продольных сквозных разреза. Они образуют упругие лепестки, зажимающие хвостовик. С помощью такой оснастки осуществляют подачу инструмента или заготовки.
  • Зажимные патроны. Фиксируют с большой точностью. Осевое перемещение недоступно.

Зажимные патроны предназначены для использования в продольно-точильных автоматических станках. Цангой можно быстро закрепить заготовку и освободить ее после окончания фрезеровки. Такие станки часто комплектуют двумя различными по конструкции цангами. В одну зажимается деталь, другая используется для рабочего инструмента. Крепление заготовки оснащается механическим приводом, он быстро навинчивает и ослабляет гайку. Время на постановку и снятие сводится к минимуму, обеспечивается высокая производительность и точность фрезерования.

Принцип работы цангового патрона

Цанговые системы применяются для крепления фрез и осесимметричных заготовок на различных станках, прежде всего фрезерных и обрабатывающих центрах. Они используются также там, где необходима фиксация с высокой точностью и минимальным осевым биением.

Применяется много различных размеров и подвидов цанг, все они функционируют по сходному принципу. Зажимной элемент — гайка — при завинчивании давит на торцевую часть цанги, которая втягивается в проем конуса, ее внутренний диаметр при этом уменьшается, одновременно центрируя и зажимая хвостовик. Когда необходимо снять фрезу, гайку отвинчивают, давление лепестков на инструмент снижается и его можно извлечь из крепления.

Важное преимущество цанговых зажимов перед кулачковыми — высокая точность крепления и отсутствие осевых биений. Не требуется и специальный ключ, так как гайка затягивается и ослабляется обычным накидным.

Недостатком является необходимость иметь отдельную цангу на каждый диаметр.

Особенно удобны цанговые зажимные элементы для крепления конусных хвостовиков — метрических и системы Морзе.

Конструкция цангового патрона

Конструкция цангового зажима несложная, но все ее детали требуют высокой точности изготовления. Оснастка состоит из гайки и набора цанг. Втулка подающей цанги выполняется из инструментальной стали и обязательно закаливается. В ней продольные пропилы таким образом, чтобы получилось три или четыре упругих лепестка. Крепление накручивают на шток, который и осуществляет подачу с помощью гидравлической или кулачковой системы.

Виды и особенности, применение патронов

Применяются следующие виды цанговых зажимных элементов:

  • Цельные. Самый доступный и распространенный вид. Для крепления хвостовиков и заготовок до 3 мм лепестков делают 3, от 3 до 80 – 4, свыше 80 мм – 6. Вследствие уменьшения просвета между ними во время затягивания гайки существенно повышается надежность.
  • Разъемные. Используются для фиксации заготовок самых малых размеров. Конус составляется из отдельных подпружиненных кулачков. Такие наборы укомплектовывают сменными вкладышами.
  • Конусные. Предназначены для крепления хвостовиков инструмента и заготовок, имеющих вид конуса (Морзе или метрического).

В зависимости от направления движения лепестков цанги бывают:

  • втягиваемые;
  • выдвижные;
  • неподвижные.

Цанговые зажимы применяются для рабочего инструмента в различных станках, в универсальных ручных фрезерах, в малогабаритном оборудовании типа дремелей. Используются они также для фиксации заготовки при механической обработке.

Советы по выбору

При выборе цангового патрона для фрезера можно встретиться с рядом затруднений.

Частая ошибка – выбор набора от малоизвестного производителя, привлекающего низкой ценой. Такая оснастка обладает следующими типичными недостатками:

  • Низкая точность изготовления. Приводит к несоответствию заявленного размера фактическому, ненадежному креплению инструмента (заготовки) и нежелательным продольным биениям.
  • Некачественные материалы и несоблюдение технологии изготовления (недостаточная закалка). Такая оснастка имеет короткий срок службы, поскольку может просто развалиться во время работы. Это чревато также травмами и повреждением материалов и оборудования.

Предъявление претензий таким недобросовестным изготовителям сопряжено с большими затратами времени и средств с невысокими шансами на успех. Поэтому лучше сразу купить продукцию производителей, положительно зарекомендовавших себя на рынке, таких, как Makita, Bosch, Ryobi и других. Заводы находятся в Китае, но известные фирмы дорожат своей репутацией и внедряют современные системы контроля качества на всех этапах производства.

Профессиональные или бытовые модели

У ведущих изготовителей все оборудование и инструменты делятся на классы:

  • профессиональные;
  • бытовые.

Все они качественные. Различие состоит в ресурсе. Профессиональные модели рассчитаны на активное применение с минимальными перерывами либо на непрерывное использование. Им свойственная высокая цена. Бытовые устройства отличаются более демократичной ценой, они также будут безупречно работать, но они не рассчитаны на большие нагрузки. Если объем предстоящих операций невелик, вполне можно сэкономить и приобрести инструмент и оснастку бытовых серий. Если же планируется постоянная работа, лучше купить набор из профессиональной серии.

Цанги с зажимной гайкой обеспечивают высокую надежность и точность крепления, а также минимальное осевое биение. Они применяются и в тех случаях, когда нужна большая скорость фрезерования. Такая оснастка меньше изнашивается в ходе эксплуатации, сохраняет размеры посадки весь срок службы. Минусы:

  • необходимость держать под рукой накидной ключ;
  • длительное время установки и снятия инструмента.

Быстрозажимные цанги применяются в перфораторах и дрелях, снятие и установка инструмента проводится мгновенно и не требует дополнительных приспособлений. Со временем точность крепежа в таких зажимах снижается.

Выбранная модель должна подходить к вашему оборудованию и инструменту. Для этого нужно уточнить следующие параметры:

  • Крепление к шпинделю. Цанговый разъем может крепиться напрямую или через переходник. Возможен и резьбовой вариант фиксации. Каждый фрезер рассчитан на цанги определенного типа и размера. Подбирается такое крепление, которое совместимо с вашим оборудованием и инструментом.
  • Посадочные размеры. Для правильного подбора зажимного патрона необходимо знать диаметр пояска либо геометрические параметры конуса.
  • Число лепестков зависти от диаметра: для малых толщин (до 3 мм) их обычно делают три, для средних — четыре. Для размеров свыше 80 мм потребуется шесть.
  • Прочность материала и степень закалки выбирают в зависимости от характера предстоящих работ. Для фрезеровки дерева и мягкого пластика можно остановиться на обычных сталях. Если предстоит обрабатывать металлы, лучше взять оснастку из инструментального сплава с качественной закалкой.

Резюмируя, нельзя сказать, что продукция какого-либо производителя, например, Ryobi, Metabo или Makita является наилучшей. При приобретении набора цанг для фрезера необходимо исходить, прежде всего, из вида предстоящих операций, инструмента в наличии, материалов и оборудования. Цена покупки должна соответствовать объему работ.