Основные виды токарных патронов

Патрон – основная технологическая оснастка токарного станка, устройство, необходимое для крепления заготовки или инструмента для проведения металлорежущих операций. В зависимости от количества крепежных элементов существуют следующие виды токарных патронов:

• Двухкулачковые – применяются преимущественно для крепления фасонных отливок.
• Трехкулачковые – более всего подходят для заготовок круглой и шестигранной форм.
• Четырехкулачковые – для ассиметричных заготовок и деталей прямоугольной формы.

В зависимости от типа зажима патрон может иметь ручной или механизированный зажим. В первом случае необходимо вручную осуществлять затяжку крепления детали, при механизированном зажиме – патрон сам осуществляет фиксацию. Рассмотрим основные конструктивные типы токарных патронов, используемые в современном металлообрабатывающем производстве. 

Виды токарных патронов в зависимости от механизма фиксации

От правильности выбора типа токарного патрона с соответствующим механизмом фиксации зависит уровень радиальных биений, скорость переналадки, возможность использования в единичном, мелко-, средне- и крупносерийном производстве. Кратко охарактеризуем основные из наиболее часто применяемых типов станков:

• Цанговые патроны – состоят из втулки с осевыми прорезями, разделяющими её на 3, 4 или 6 лепестков (зависит от диаметра обрабатываемой заготовки) играющие роль кулачков. В зависимости от типа кулачков патрон может быть подающими (поджатые лепестки) или зажимным (пружинные лепестки). Фиксация осуществляется путем вставки заготовки в цанговое отверстие и  вдавливания конической цанги в патрон. Такая конструкция чаще всего используется для цилиндрических коротких деталей и инструмента (фрез, метчиков и т. д.), а также для вторичной обработки, практически исключает радиальное биение.
• Клиновые патроны – обеспечивают высокую точность центрирования. Фиксация осуществляется 3-мя основными кулачками на пологом шпинделе, которые передвигается с помощью пневмо- или гидропривода в радиальном направлении при движении клина. Данный тип патрона удобен благодаря быстрой сборке и переналадке (около 2 минут)  и чаще всего применяется на станках с ЧПУ. 
• Рычажные патроны – крепление осуществляется путем движения ползунов с кулачками от усилия, передаваемого двуплечим рычагом. Усилие передаётся вручную при помощи ключа на гидропривод патрона. Данная конструкция удобна, прежде всего, возможностью работы с широким диапазоном диаметров  заготовок, применяется при мелкосерийном или единичном производстве. 
• Патроны мембранного типа – обеспечивает наиболее точное центрирование заготовки, состоит из упругой мембраны, которая крепится болтами к фланцу. На мембране имеется от 3 до 8 кулачков обеспечивающих центрирование с точностью до 0,05 мм. Зажим осуществляется самопроизвольно силой сжатия мембраны, после отключения пневмопривода удерживающего её в разжатом состоянии. Из-за сравнительно небольшого усилия крепления данный тип токарных патронов используется на чистовых операциях при небольшой толщине снятия стружки. 
• Патроны сверлильные – аналогичны используемым в ручных дрелях, зажим осуществляется вручную с помощью ключа путем вращения гайки и постепенного выдавливания кулачков. Удобны простотой конструкции и возможностью работы с большим диапазоном диаметров.
• Патроны трехкулачковые – оснащены тремя радиальными пазами, в котором движутся кулачки, одновременно центрируя и зажимая заготовку. Затяжка осуществляется ключом или торцевым рычагом. Могут использовать прямые или обратные кулачки расположенные, соответственно, ступенями наружу или к центру.
• Патроны четырехкулачковые – оснащены четырьмя радиальными пазами с зажимными кулачками, каждый из которых имеет собственный независимый механизм. Удобен при обработке деталей не цилиндрической формы или несовпадении осей заготовки и крепления. Широко используются при обработке квадратных прутков. 

При выборе патрона необходимо руководствоваться характером обработки, формой и материалом заготовок, возможностью использования на том или ином станке. Также следует учесть необходимость наличия дополнительной оснастки, например переходных втулок под другие диаметры для цанговых патронов, а также возможность установки патрона на имеющееся оборудование.