Для надёжной фиксации металлорежущего инструмента в шпинделе фрезерного станка рекомендуется использовать цанговый патрон.
Конструкция цангового патрона состоит из корпуса, цанги и зажимной гайки. Корпус обеспечивает крепление цанги во фрезерном станке. Патроны изготовлены из высокопрочных коррозионностойких сплавов для предотвращения деформации корпуса при обработке.
Цанга представляет собой втулку, в которую устанавливается хвостовик фрезы, сверла, метчика или другого осевого металлорежущего инструмента. Зажимная гайка служит для фиксации инструмента.
Цанги имеют различный диаметр, соответствующий диаметру хвостовика используемого инструмента.
Важно помнить, что фреза с хвостовиком диаметром 1/2″ (12,7 мм) не будет совместима с цангой диаметром 12 мм.
Производители цанг, как правило, указывают диапазон зажима. Например, обозначение ER20 диам. 12 мм означает, что цанга способна надежно зафиксировать инструмент в пределах от 11 до 12 мм. Диаметр 12 мм соответствует максимально открытому состоянию цанги, а 11 мм - максимальному диаметру зажимаемого инструмента. Для цанг ER11 этот диапазон составляет всего 0,5 мм.
Виды и преимущества цанг для фрезерных станков
Классификация цанг:
Цанги для фрезерных станков классифицируются по нескольким параметрам:
- Числу областей зажима: существуют цанги с одной и двумя областями зажима. Увеличение числа точек соприкосновения способствует более надежной фиксации инструмента, минимизируя риск смещения относительно оси шпинделя.
- Конструктивному исполнению: стандартные и герметичные. Герметичные цанги позволяют использовать инструмент и оправку с внутренним подводом охлаждающей жидкости.
- Геометрической форме: круглые, квадратные, шестигранные. Цанги круглой формы наиболее распространены, в то время как квадратные часто применяются для фиксации метчиков.
Преимущества использования цанг:
Применение цангового патрона на фрезерном станке обладает рядом преимуществ перед другими типами зажимной оснастки:
- Универсальность: Цанга обеспечивает возможность крепления в шпинделе фрезерного станка режущих инструментов практически любого размера и конфигурации.
- Высокая точность фиксации: Данный способ фиксации существенно снижает вибрации во время обработки, предотвращая смещение оси инструмента при боковой нагрузке. Это обеспечивает хорошую центровку инструмента, что особенно важно при чистовой обработке, требующей соблюдения строгих параметров детали.
- Экономия времени: Смена инструментов с использованием цанги проста и быстра: достаточно ослабить гайку ключом и вручную раскрутить цангу для установки нужного диаметра.
Существует много типов цанг, используемых в металлообрабатывающей промышленности. Распространенными отраслевыми стандартами являются R8 (внутренняя резьба для фрез) и 5C(обычно внешняя резьба для токарных станков). Существуют также запатентованные конструкции, которые подходят только для оборудования одного производителя. Удерживающая способность цанг может варьироваться от нуля до нескольких дюймов в диаметре.
Наиболее распространенный тип цанги захватывает круглый стержень или инструмент, но существуют цанги для квадратных, шестиугольных и других форм. В дополнение к цангам, удерживающим деталь снаружи, существуют цанги, используемые для удержания детали на ее внутренней поверхности, чтобы ее можно было обрабатывать на внешней поверхности (аналогично расширяющейся оправке). Кроме того, машинисты нередко изготавливают цангу на заказ для деталей любого необычного размера или формы. Их часто называют аварийными цангами (электронными цангами) или мягкими цангами (из-за того факта, что они покупаются в мягком (незатвердевшем) состоянии и обрабатываются по мере необходимости). Еще одним типом цанги является ступенчатая цанга, которая выходит из шпинделя на больший диаметр и позволяет удерживать заготовки большего размера.
При использовании удерживаемая деталь вставляется в цангу, а затем цанга вдавливается (с помощью резьбового наконечника) или втягивается (с помощью резьбовой тяги) в корпус, имеющий форму сопряженной конусности. Геометрия конуса служит для преобразования части осевого усилия вытягивания в радиальное усилие зажима. При правильной затяжке прикладывается достаточное усилие для надежного зажима заготовки или инструмента. Резьба колпачка или тяги действует как рычаг винта, и этот рычаг усугубляется конусностью, так что небольшой крутящий момент на винте создает огромное усилие зажима.
Точная, симметричная форма и жесткий материал цанги обеспечивают точное, повторяющееся радиальное центрирование и осевую концентричность. Базовый механизм фиксирует четыре из шести степеней кинематической свободы, два положения и два угла. Цанги также могут быть установлены для точного выравнивания деталей в осевом направлении (пятая степень свободы) с регулируемым внутренним упором или с помощью заплечика, обработанного по внутренней форме. Оставшаяся шестая степень свободы, а именно вращение детали в цанге, может быть зафиксирована с помощью квадратной, шестиугольной или другой некруглой геометрии детали.
ER цанги
Цанговая система "ER" является наиболее широко используемой системой зажима инструмента в мире и сегодня доступна у многих производителей по всему миру. Стандартными сериями являются: ER-8, ER-11, ER-16, ER-20, ER-25, ER-32, ER-40 и ER-50. Серийный номер - это диаметр отверстия конического гнезда в миллиметрах. Цанги ER сворачиваются для удержания деталей на 1 мм меньше номинального внутреннего размера цанги в большинстве серий (на 2 мм меньше в ER-50 и на 0,5 мм меньших размеров) и выпускаются с шагом 1 мм или 0,5 мм. Таким образом, данная цанга вмещает любой диаметр, начиная от ее номинального размера и заканчивая размером в сложенном состоянии на 1 мм меньше, а полный набор цанг ER с номинальным шагом 1 мм подходит для любого возможного цилиндрического диаметра в пределах вместимости серии. С крепежным патроном ER цанги ER могут также служить в качестве крепежных приспособлений для мелких деталей, в дополнение к их обычному применению в качестве держателей инструментов с шпиндельными патронами. Несмотря на метрический стандарт, широко доступны цанги ER с внутренними дюймовыми размерами для удобного использования инструмента имперского размера. Геометрия пружины цанги ER хорошо подходит только для цилиндрических деталей и обычно не применяется к квадратным или шестиугольным формам, таким как цанги 5С.