Как выбрать жесткий или мягкий зажимной патрон для токарного станка с ЧПУ?

Выбор неправильной зажимной губки патрона может привести к поломке детали. Эта ошибка стоит вам времени и денег. Знание разницы между жесткими и мягкими зажимными губками является решением проблемы.

Используйте жесткие губки для черновой обработки сырья с большим усилием зажима. Они долговечны при больших объемах работ. Мягкие зажимные губки используются для чистовой обработки, обработки хрупких деталей или деталей неправильной формы, чтобы предотвратить их повреждение. Мягкие зажимные губки можно настраивать, но они требуют больше времени на настройку и быстрее изнашиваются.

Это основное правило. Но реальная разница заключается в деталях, от материала, из которого они изготовлены, до способа захвата детали. Давайте подробнее разберемся, чем они отличаются друг от друга, чтобы вы могли сделать правильный выбор для каждой конкретной работы, выполняемой в вашем магазине.

Из каких материалов изготавливаются мягкие и жесткие зажимные патроны?

Вы когда-нибудь задумывались, почему одна челюсть жесткая, а другая нежная? Секрет заключается в материале. Использование неправильного материала может привести к неожиданному износу или повреждению деталей.

Твердые зажимные губки изготавливаются из высокопрочных стальных сплавов со сквозной закалкой и твердостью по Роквеллу более 48. Мягкие губки обычно изготавливаются из незакаленных, поддающихся обработке материалов, таких как мягкая сталь (например, сталь 45#), алюминий или иногда латунь, что позволяет легко адаптировать их для выполнения конкретных работ.

Выбор материала напрямую влияет на качество работы челюсти. Дело не только в том, чтобы быть "твердыми" или "мягкими"; дело в том, чтобы иметь правильные свойства для работы. Помню, однажды младший машинист использовал жесткие губки на готовой алюминиевой детали. Результат был предсказуем: глубокие следы на детали, которая должна была быть идеальной. Это преподало нам ценный урок о выборе материала.

Твердые материалы челюстей¹

Жесткие зажимные губки должны быть невероятно прочными и износостойкими. Обычно они изготавливаются из высокопрочного сплава или углеродистой инструментальной стали. Затем этот материал подвергается термообработке - часто сквозной закалке - для достижения очень высокой твердости, часто превышающей 50 или даже 60 единиц по шкале Роквелла С (HRC). Такая высокая твердость позволяет им вгрызаться в сырой материал, не деформируясь и не изнашиваясь быстро, даже после тысяч циклов.

Мягкие челюстные материалы²

Мягкие губки, с другой стороны, ставят во главу угла обрабатываемость и мягкость. Наиболее распространенный материал - сталь 45#, среднеуглеродистая сталь. В незакаленном состоянии она легко поддается обработке. Для более хрупких деталей мы используем алюминиевые, медные или латунные губки. Эти материалы гораздо мягче большинства заготовок, поэтому на них не останется ни одной царапины.

Вот простое сравнение:

Почему для первой операции черновой обработки сырья по умолчанию выбирают жесткие челюсти?

Начинаете работу с сырьем? Вам нужен мощный, непоколебимый захват. Слабый захват может привести к соскальзыванию детали, что испортит резку и даже повредит станок.

Жесткие зажимные губки идеально подходят для черновой обработки, поскольку их зубчатые зубья глубоко врезаются в необработанную заготовку. Их конструкция из закаленной стали выдерживает агрессивные нагрузки и неровные поверхности необработанного материала, позволяя выполнять тяжелые резы без риска смещения заготовки или износа зажимных губок.

Когда вы делаете первый рез на необработанном куске прутка, точность имеет второстепенное значение по сравнению с агрессивным удалением материала. Именно здесь жёсткие челюсти³ по-настоящему сияют. Они рассчитаны на жестокое обращение. Я видел, как заготовки вылетали из патрона, потому что зажим был недостаточно прочным для тяжелого реза. Этой опасной ситуации можно избежать, если использовать правильные зажимные губки для этой работы. Их конструкция идеально подходит для этой начальной, жестокой стадии обработки по нескольким основным причинам.

Максимальное усилие зажима и крутящий момент

Зубчатая или зубчатая зажимная поверхность - самая важная особенность жестких челюстей. Эти зубья предназначены для того, чтобы вгрызаться в шероховатую, часто неровную поверхность исходного материала. Это создает мощный механический замок, позволяющий передавать огромный крутящий момент от шпинделя к детали. Вы можете использовать большие усилия резания и глубокие пропилы, не опасаясь, что деталь соскользнет. Они предназначены для грубой силы, а не для изящества.

Долговечность и экономичность

Грубая обработка требует больших усилий. Высокое давление зажима и вибрации могут разрушить оборудование. Жесткие губки изготовлены из закаленной стали специально для того, чтобы противостоять такому износу. Они могут выдерживать бесчисленные циклы зажима грубого, чешуйчатого материала, не деформируясь. Это делает их экономически эффективными для крупносерийного производства, поскольку они не нуждаются в частой замене. Они стандартизированы и готовы к использованию прямо из коробки, что позволяет сэкономить ценное время на настройку.

Какой тип челюстей обеспечивает большую универсальность при захвате деталей неправильной формы или литых деталей?

Вы когда-нибудь пытались закрепить деталь странной формы в стандартном патроне? Это очень неприятно и часто невозможно. Принуждение к этому может привести к нарушению концентричности или неудачной настройке.

Мягкие губки обеспечивают гораздо большую универсальность при обработке деталей неправильной формы. Поскольку они изготавливаются из обрабатываемой стали или алюминия, их можно легко обрезать, чтобы они идеально соответствовали уникальному профилю любой заготовки, включая отливки, поковки и другие нецилиндрические детали. Это обеспечивает надежный, полноконтактный захват.

Хотя жесткие зажимные губки отлично подходят для круглого или шестигранного прутка, они практически бесполезны для всего остального. Если у вас есть отливка, кованая деталь или несимметричная деталь, вам нужно индивидуальное решение. Таким решением почти всегда является набор Изготовленные на заказ мягкие челюсти⁴. Я доверял им бесчисленное количество работ, которые в противном случае были бы невозможны.

Индивидуальная обработка для идеальной посадки

Магия мягких губок заключается в том, что вы можете установить в патрон заготовку и обработать ее на месте. Вы можете расточить их до определенного диаметра, отфрезеровать карман или вырезать сложный профиль, который идеально подходит для вашей детали. Этот процесс, часто называемый "растачивание челюстей⁵," создает зажимную поверхность, идеально соответствующую центральной линии шпинделя станка. Это обеспечивает максимальную концентричность при выполнении вторых операций и полный контакт поверхности с деталью. Это обеспечивает максимальный захват и стабильность, что очень важно для удержания деталей не идеально круглой формы. Такая адаптивность делает их превосходными для любых нестандартных заготовок.

Почему использование мягких губок позволяет предотвратить образование пятен на поверхности и деформацию деталей?

Вы потратили несколько часов на то, чтобы добиться идеальной отделки детали. Теперь вам нужно перевернуть ее для второй операции. Использование неправильных губок может оставить некрасивые следы и испортить всю вашу тяжелую работу.

Мягкие зажимные губки предотвращают повреждения, поскольку они изготавливаются из материалов, более мягких, чем обрабатываемая деталь. Они также могут быть обработаны для полного контакта с поверхностью, что равномерно распределяет усилие зажима и позволяет избежать точек напряжения, вызывающих деформацию, особенно на тонкостенных или хрупких деталях.

Защита заготовки очень важна, особенно на последних этапах обработки. Именно здесь мягкие челюсти⁶ стали незаменимым инструментом в любой механической мастерской. Я говорю своим сотрудникам, что они являются страховкой для готовых поверхностей. Их способность надежно захватывать поверхность, не причиняя вреда, обусловлена двумя ключевыми принципами: мягкостью материалов и распределенным давлением.

Материал мягче, чем деталь

Первой линией защиты от образования пятен является сам материал. Когда вы используете мягкие губки из алюминия или мягкой стали для фиксации детали из закаленной стали, губки намного мягче. Даже под давлением губки будут прилегать к заготовке, а не наоборот. Это означает, что на прекрасно обработанной поверхности не останется следов от губок, царапин или вмятин.

Равномерное распределение усилия зажима

Вторая причина - равномерное распределение давления. Когда мы растачиваем мягкие губки под точный профиль детали, губки полностью соприкасаются. Это распределяет усилие зажима по очень большой площади. Вместо трех небольших точек сильного давления, как в случае с жесткими губками, вы получаете три большие области низкого давления. Это очень важно для тонкостенных деталей. Кроме того, благодаря такой эффективности захвата вы можете использовать меньшее общее усилие зажима без ущерба для безопасности. Это значительно снижает риск деформации или сминания детали.

Заключение

Выбор между жесткими и мягкими губками прост. Используйте жесткие зажимные губки для мощной черновой обработки необработанной заготовки. Мягкие зажимные губки используются для точной обработки, доводки и удержания тонких или нестандартных деталей.