Цанговый зажим: описание, виды, советы по выбору

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

Конструкция и применение

Цанга представляет собой пружинящую разрезную втулку с усеченным конусом и отверстием необходимого диаметра. Корпус цанги имеет специальные пропилы, которые обеспечивают движение фиксирующих лепестков при установке или снятии инструмента. Сжимающее усилие обеспечивает вращение гайки.

На рисунке ниже приведены цанга (1), фреза с цилиндрическим хвостовиком (2) и цанговый патрон (3).

Данный фиксирующий элемент предназначен для установки в цанговый патрон который, чаще всего, является отдельным элементом оснастки металлорежущего станка. Сам патрон устанавливается посредством конуса Морзе на посадочное место патрона. Также он может быть и составной частью станка.
Цанги широко применяются в современных металлорежущих станках – токарных, сверлильных и фрезерных. Основным преимуществом данного типа фиксации является высокая скорость установки или съёма инструмента. К недостаткам можно отнести необходимость строгого соответствия типоразмеров патрона и цанги.

  • Медиафайлы на Викискладе

Предназначены для зажима инструмента или детали цилиндрической формы. Например, фрез с цилиндрическим хвостовиком. Иногда встречаются специальные цанги для квадрата или шестигранника.

Цанга устанавливается в специально предназначенный для неё цанговый патрон. Патрон может быть неотделимой частью шпинделя станка (как правило, это миниатюрные «часовые» станки) или самостоятельным изделием (устанавливаемым на станок с помощью инструментального конуса или на посадочное место токарного патрона).

Существует множество типоразмеров цанг, отличающихся конструктивно. Для каждого типоразмера подходит только свой патрон. Машиностроительные цанги общего применения можно разделить на:

    цанги с одной зоной зажима и с двумя зонами зажима. Зажим детали в двух зонах вдоль оси не позволяет ей отклоняться от оси шпинделя. Зажим в одной зоне менее жесткий.

В автоматах продольного точения цанги используются для закрепления детали, то есть, по сути, цанговый патрон выступает в роли токарного. Такое решение применяется ввиду малых размеров обрабатываемых деталей. Существует множество разнообразных цанг для автоматов продольного точения. Они могут иметь керамические или твёрдосплавные вставки, для большей износостойкости и исключения налипания металла детали на цангу.

Цанги типа ER [ | ]

Сегодня наиболее распространены цанги типа ER. Это цанги со сквозным отверстием и двумя зонами зажима. Конструктив предложен в 1973 году компанией Rego-Fix. Удачное решение быстро распространилось и унифицировано стандартами DIN 6499, ISO 15488. [1]

Другие машиностроительные цанги [ | ]

Существует большой парк оборудования с другими типами цанг. Чаще всего они используются в миниатюрных станках. Наиболее известны цанги C-серии и аналогичные. Каждая конструкция имеет свои особенности. Подающий тип выполнен в виде стальной втулки с 3 разрезами, образующими лепестки, которые обладают пружинящим эффектом. [2] [3]

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.

Сферы применения цанговых патронов

Основным конструктивным элементом патрона с цангой зажимного типа является втулка с пружинящими лепестками, количество которых может быть различным. Так, для зажима заготовок, диаметр которых не превышает 3 мм, используются патроны с тремя лепестками, при выполнении обработки деталей диаметром до 80 мм – с четырьмя лепестками, свыше 80 мм – шестью. Для обработки деталей очень незначительного диаметра используют зажимные патроны, цанги в которых разводятся при помощи специальных пружин. Кроме того, существуют модели цанговых зажимных патронов, которые оснащаются сменными вкладышами различного размера, выбираемыми в зависимости от геометрических параметров обрабатываемой заготовки.

Зажимные цанги используются не только для фиксации обрабатываемых заготовок, но и для крепления в них используемого инструмента, в качестве которого может выступать фреза, сверло или метчик. Хвостовик инструмента фиксируется зажимными элементами сменной цанги, которая удерживается во внутренней части патрона специальной гайкой. Работает такое устройство по следующему принципу: при накручивании гайки на цанговый зажим, который выполнен в форме обратного конуса, данный элемент втягивается в отверстие в патроне, тем самым обеспечивая плотное и надежное обжатие установленного в нем хвостовика инструмента.

Набор цанг с гайкой и стопорным кольцом для фрезера Sparky

Среди достоинств цанговых патронов для фрезера, которые и сделали их очень популярными и востребованными на современном рынке, следует выделить следующие:

  • простота конструкции;
  • удобство применения;
  • высокая надежность фиксации обрабатываемых заготовок и хвостовика инструмента.

Кроме того, цанговые патроны обеспечивают минимальное биение как инструмента, так и заготовок, которые в них фиксируются. Объясняется это тем, что тела вращения, установленные в таком патроне, отлично центрируются. Удобство и простота его использования обеспечиваются еще и тем, что для приведения его в действие не надо применять специальный ключ и другие дополнительные приспособления.

Если говорить о наиболее популярных типах подобных устройств, то таковыми являются цанги для фрезера категории ER. Их можно узнать по нанесенной на них соответствующей маркировке.

Патрон с цангой ER20 для фрез с диаметром хвостовика 8 мм

Читайте также  Как настроить полуавтомат

Конечно, как и у любого технического устройства, есть у цанговых патронов и недостатки. К наиболее значимым следует отнести то, что диаметр заготовки или хвостовика инструмента для фрезера напрямую зависят от рабочего диаметра самой цанги. Таким образом, для инструментов и заготовок разных диаметров необходимо подбирать и цанги различных размеров.

Одной из наиболее примечательных сфер применения зажимных патронов цангового типа является оснащение автоматов продольного точения, где с их помощью осуществляется фиксация обрабатываемой заготовки. На таких автоматах, как правило, выполняют обработку заготовок не слишком значительного диаметра, что и дает возможность использовать для их фиксации зажимные устройства цангового типа. Между тем цанговые зажимы, используемые для оснащения таких автоматов, отличаются по своей конструкции от цанговых патронов, применяемых на токарном оборудовании. Автоматы продольного точения часто оснащаются цангами двух типов, одни из которых, как говорилось выше, используются для фиксации обрабатываемой заготовки, а вторые – для закрепления хвостовика используемого инструмента.

Применение цанговых патронов в оснащении такого оборудования позволяет повысить производительность выполняемой на нем обработки, а также увеличить ее точность.

Цанга на Викискладе

Предназначены для зажима инструмента или детали цилиндрической формы. Например, фрез с цилиндрическим хвостовиком. Иногда встречаются специальные цанги для квадрата или шестигранника.

Цанга устанавливается в специально предназначенный для неё цанговый патрон. Патрон может быть неотделимой частью шпинделя станка (как правило, это миниатюрные «часовые» станки) или самостоятельным изделием (устанавливаемым на станок с помощью инструментального конуса или на посадочное место токарного патрона).

Существует множество типоразмеров цанг, отличающихся конструктивно. Для каждого типоразмера подходит только свой патрон. Машиностроительные цанги общего применения можно разделить на:

  • цанги с одной зоной зажима и с двумя зонами зажима. Зажим детали в двух зонах вдоль оси не позволяет ей отклоняться от оси шпинделя. Зажим в одной зоне менее жесткий.
  • Сквозные и глухие. Сквозные цанги не имеют ограничения на длину детали.
  • Для метчиков используют специальную разновидность цанг, имеющие паз для квадрата на хвостовике метчика и обеспечивающие осевую компенсацию.

В автоматах продольного точения цанги используются для закрепления детали, то есть, по сути, цанговый патрон выступает в роли токарного. Такое решение применяется ввиду малых размеров обрабатываемых деталей. Существует множество разнообразных цанг для автоматов продольного точения. Они могут иметь керамические или твёрдосплавные вставки, для большей износостойкости и исключения налипания металла детали на цангу.

Цанги типа ER

Сегодня наиболее распространены цанги типа ER. Это цанги со сквозным отверстием и двумя зонами зажима. Конструктив предложен в 1973 году компанией Rego-Fix. Удачное решение быстро распространилось и унифицировано стандартами DIN 6499, ISO 15488. [1]

Другие машиностроительные цанги

Существует большой парк оборудования с другими типами цанг. Чаще всего они используются в миниатюрных станках. Наиболее известны цанги C-серии и аналогичные. Каждая конструкция имеет свои особенности. Подающий тип выполнен в виде стальной втулки с 3 разрезами, образующими лепестки, которые обладают пружинящим эффектом. [2] [3]

Области применения цанговых приспособлений

Преимущественно такие устройства находят место в качестве элемента оснастки токарных, сверлильных, карусельных и продольных станков. Это касается одной части установки, но что такое цанга в плане совместимости с обрабатывающим инструментом? Среди целевых средств для захвата можно выделить метчики, плашки, сверла и фрезы. Конкретная совместимость будет определяться типом хвостовика. К слову, не только в станках используются подобные системы крепления обрабатывающих деталей. Ручной электроинструмент также обеспечивается патронами с пружинными лепестками с накручивающейся гайкой, только меньшего формата.

Преимущества и недостатки цангового зажима для труб

Использование зажимов на основе цанги обрели популярность не так давно. Но сейчас многие специалисты и профессионалы широко используют данное изделие при различных работах. В отличие от обычного фитинга такой соединитель имеет массу преимуществ.

Плюсы цангового соединения:

  • Доступная стоимость;
  • Широкий выбор;
  • Простой монтаж;
  • Долговечность;
  • Прочность соединения;
  • Можно использовать несколько раз.

Сама цанга недорогая. К тому же для ее монтажа не нужны специальные дорогостоящие приборы или материалы. При этом работы по замене устройства также не будут стоять очень дорого.

На рынке представлен широкий выбор цанг разных размеров. При этом изделие можно приобрести в любом строительном магазине или на рынке. Цанги выпускаются для различных труб и диаметров, поэтому подобрать необходимое изделие не составит труда.

Для установки таких фитингов не нужен специальный инструментарий. Научиться работать с цангой может каждый за минимальный промежуток времени. А при правильном монтаже соединение прослужит долго. При этом цанговое соединение достаточно надежное и герметичное.

Причиной поломки цанги может стать механическое воздействие или ржавые трубы.

В отличие от других соединителей цанга может использоваться несколько раз. Это упрощает ремонтные работы трубопровода. Так можно заметить лишь участок трубопровода, не проводя демонтаж всей системы.

Среди недостатков изделий отмечают постепенное ослабевание соединения. В итоге трубопровод начинает протекать. Но справиться с такой проблемой достаточно просто. Необходимо просто подкрутить цангу.

Но этот минус обязывает устанавливать такое соединение в доступном месте. Нельзя выполнить скрытый монтаж труб и спрятать коммуникации. Работы по подтяжке выполняются, как правило, один раз в год.

Крепление цангового патрона на станке и ручном инструменте

Крепление цангового патрона и его центрирование выполняются на шпинделе токарного станка. Отметим, что диаметры патронов и методы их установки стандартизированы. К самым распространенным конструкциям конца шпинделя относят крепежи типа C и типа D (cam-lock). Также для установки цанговых патронов часто используют фланцы и планшайбы, которые размещаются на шпинделе.

Теперь расскажем, как отцентрировать цанговый патрон на валу двигателя ручного инструмента (электродрели). Регулировку проводят в двух плоскостях, при этом вначале устраняют биение в одной плоскости, потом — в другой. Ход работ:

  1. Зафиксируйте дрель на столе (в лежачем положении).
  2. Прокрутите патрон, чтобы нужная пара болтов стала параллельна столу.
  3. Проверните патрон на 180 градусов и зафиксируйте отклонение патрона.
  4. Исключите биение, подтягивая и ослабляя пару винтов.

Аналогичным образом поступают со второй парой винтов. Чтобы отклонение в двух плоскостях было заметнее, используйте длинное сверло.