Как сделать цанговый патрон своими руками. Что такое цанговый зажим (или патрон) и как его сделать своими руками? Изготовление дрели на основе зубной щётки

Цанговый патрон – специальное приспособление, используемое для зажима инструмента при выполнении токарных, фрезерных, сверлильных и прочих операций связанных с обработкой металлических заготовок на основании технического задания (последовательности выполняемых операций, технологии обработки, прилагаемого эскиза изделия).

Виды и принципы действия зажимных патронов

Цанговые патроны используют в основном при обработке холоднокатаного прутка или других металлических изделий имеющих уже обработанную поверхность.

Конструктивно патроны можно классифицировать по функциональности:

• с неподвижным механизмом;
• с выдвижным механизмом;
• с втягиваемым механизмом.

Каждая конструкция имеет свои особенности. Подающий тип выполнен в виде стальной втулки с 3-мя разрезами образующими лепестки, которые обладают пружинящим эффектом.

Чертеж № 1 цанги главного шпинделя

Цанги типа F – зажимные главного шпинделя используются для закрепления обрабатываемого изделия.

Чертеж № 2 цанги противошпинделя

Цанги типа LN – противошпинделя производятся удлиненными, размер Е зависит от типоразмера.

Чертеж № 3 цанги типа R

Типа R – являются цангами тянущего типа.

Чертеж № 4 цанги типа Т

Типа Т – зажимные.

Чертеж № 5 цанги BF

Цанга, подающая типа BF — предназначена для подачи прутка.

При установке на станке подающая цанга по резьбе крепится на трубу с помощью, которой подается в рабочую зону. Необходимо учитывать конструктивную особенность – размер и форму цанги, которая в обязательном порядке должна соответствовать профилю обрабатываемого прутка.

В ходе подготовки к обработке пруток продвигается через лепестки, которые за счет конструктивных особенностей плотно удерживают заготовку. В ходе обработки при подаче заготовки за счет вращения увеличивается сила сцепления между лепестками и изделием. Принцип действия зажимных элементов основан на усилении сцепления лепестков с обрабатываемой заготовкой при вращении рабочего механизма. Втулки, имеющие 3 лепестка, используются для обработки изделий до 3 мм, четыре – до 80 мм, шесть – свыше 80 мм. Обычно цанги имеют угол в вершине конуса равным 30º.

При обработке тонкого прутка используются цанги оснащенные пружинами, увеличивающими прижимную силу кулачков. При увеличении диаметра обрабатываемой заготовки применяются конструкции, оснащенные специальными вкладышами подбираемые по габаритам изделия. Цанговый зажим также используются при обработке с помощью сверла, фрезы или метчика. Втулка фиксируется в патроне с помощью гайки, а режущий инструмент непосредственно в цанге. При фиксации гайкой производится уменьшение внутреннего объема отверстия, где устанавливается заготовка тем самым, увеличивается сила удерживающая пруток в неподвижном состоянии.

Патроны данной конструкции имеют и свои недостатки. Прежде всего, должно выполняться требование совпадения хвостовиков используемого инструмента с характеристиками используемых цанг. На предприятиях наиболее широко используются цанги типа ER, составляющими наибольшее количество в общем объеме используемого инструмента.

При выполнении сложных работ по изготовлению изделий, используются различные цанги с указанием всех размеров и технологии выполнения рабочих операций, но часто приходится комбинировать оснастку или изготавливать своими руками необходимый цанговый патрон с требуемыми характеристиками.

Видео обзор токарного цангового патрона

Как самостоятельно сделать цанговый патрон

При изготовлении своими руками различных изделий возникают ситуации, когда имеющаяся в наличии оснастка не позволяет выполнить необходимые операции. Требуется изготовить цанговый патрон, отвечающий предъявляемым запросам с выполнением изделия согласно разработанному эскизу.

Все работы необходимо начинать с подготовки эскиза с проработкой всех необходимых деталей. Эскиз патрона позволяет учесть все особенности при изготовлении своими руками необходимой оснастки и зажимного механизма.

При изготовлении цанг своими руками необходимо учитывать несколько особенностей:

• внутренний диаметр цанги равен или меньше минимального диаметра детали;
• в цанге увеличение внутреннего диаметра возможно за счет расширения лепестков;
• для увеличения изготовления разводных цанг после разводки и повышения качественных характеристик необходима дополнительная шлифовка конической и направляющей части цанги;
• необходимо учитывать, что в ходе длительной работы теряется упругость лепестков цанг вследствие чего может произойти поломка.

1. Устройство и разновидности
2. Плюсы и минусы
3. Самостоятельное изготовление

Цанговый патрон – это зажимное устройство для крепления заготовок и деталей с гладкой поверхностью хвостовика. Зажим предназначен для станков всех типов, в том числе с числовым программным управлением (ЧПУ). Основной элемент детали – втулка с продольными надрезами, между которыми расположены фиксирующие лепестки. Они надежно удерживают заготовку при сжатии. Патроны продаются с комплектом цанг наиболее ходовых диаметров.

Устройство, разновидности

Цанговая зажимная оснастка для фрезерного станка включает в свою конструкцию три основных элемента:

• корпус;
• цанга или сменная втулка;
• зажимная гайка.

Продольные осевые прорезы на втулке формируют подвижные лепестки. Их количество зависит от диаметра детали. Элементы соединены между собой контргайкой, передающей давление на образовавшийся лепестками конус – устройство стягивается радиальным усилием. На рынке строительного оборудования существуют сменные цанги, при помощи которых закрепляется цилиндрический инструмент . Есть заготовки в форме многогранника. Цанговый зажим устанавливается на вал станка, после этого мастер выполняет фрезерование, заточку или правку деталей.

В зависимости от функции, цанги делятся на три вида:

1. Подающая. Втулка, изготовленная из закаленной стали, снабжена тремя неполными надрезами с пружинящими лепестками, направленными к центру патрона. Диаметр отверстия подобного зажима подбирается с условием: обрабатываемая деталь должна быть плотно зафиксирована в неподвижном положении, ведь в таком деле важен каждый миллиметр. Подающая цанга комплектуется сменными вкладышами разного диаметра . Тогда можно работать с разнокалиберными заготовками любой конфигурации.
2. Зажимная. Отличается от предыдущего образца тем, что имеет сквозное технологическое отверстие с двумя посадочными местами вдоль оси втулки. Во время обработки заготовка плотно зажата в цанге без риска выпадения. Если мастер планирует обрабатывать квадратные детали, ему понадобится зажим с четырьмя прорезями, а для круглых и многогранных – патрон с тремя разрезами. Набор из цанг под любую заготовку обеспечит обработку деталей любых форм . Преимущество такого инструмента – низкое радиальное биение.
3. Разъемная (разжимная) закрепляет детали небольшого диаметра. В конструкции разжимной цанги есть пружины для разведения лепестков.

Каждая цанга предназначена только для одного диаметра, поэтому они подходят для работы с длинными металлическими прутьями, установленными на фрезер.

Благодаря высокой точности крепежа, к цанге можно присоединять метчики, токарную фрезу или сменные наконечники для завинчивания гаек.

Патрон незаменим, если нужно закрепить сверло в ручном перфораторе или сверлильно-присадочном станке. Зажим имеет отполированную внутреннюю поверхность, в момент фиксации исключается деформирование обрабатываемой заготовки.

Кроме станочного оборудования, цанги используют для закрепления сменных деталей на ручном инструменте. Наравне со стандартными приспособлениями, существуют их аналоги для установки на мини-дрели . В столярных мастерских можно встретить механический инструмент с цангами, соединяющими рабочую часть с рукояткой. Миниатюрный патрон позволяет при необходимости производить смену стержней напильников или отверток . Этот принцип заложен в изготовлении механических карандашей со сменными графитовыми стержнями. Нажав кнопку, пользователь выдвигает маленькую цангу, лепестки разжимаются, и стержень выдвигается на заданную длину.

Плюсы и минусы

Среди плюсов устройства отмечают:

• простоту фиксации заготовки и такой же легкий ее демонтаж;
• возможность закрепления миниатюрных заготовок;
• долгий срок службы, который зависит от материала (закаленная или цементирующая сталь);
• отсутствие прокручивания заготовки за счет большой площади контакта;
• нулевые показатели радиального биения, обеспеченные хорошей центровкой детали во втулке. Таким образом удается добиться высокой точности процесса.
• Универсальность дает возможность использовать цанговое крепление на всех типах станков.

Единственный недостаток цанги – каждый отдельный образец фиксирует деталь одного диаметра . К примеру, цанга на 12 мм подойдет только для сверла такого же размера. Решить эту проблему можно путем приобретения комплекта сменных зажимов для их подбора под заготовки всех диаметров и конфигураций. Существует переходная цилиндрическая втулка, которая устанавливается в патрон нужного размера, и уже в нее вставляется заготовка. Зажимная гайка фиксирует цангу, а та зажимает переходную втулку с деталью. Самозажимный патрон с комплектом сменных зажимов или переходных втулок гарантирует качественную и безопасную работу на любом станке.

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.

Этот обзор может быть интересен тем, кто время от времени сталкивается с шитьём кожаных или плотных тканевых изделий. Под катом найдёте вариант простого, но эффективного держателя для крючков, а также иголок класса ХЭВИ.

Заниматься мелким ремонтом обуви и прочих подобных предметов при помощи крючков я научился уже давно. Работа с кожей мне очень нравится, поэтому недавно решил перейти на другой уровень – начал ваять кошельки, чехлы и другие приблуды. Уже заказал в Поднебесной пробойники, вощёные нитки и разметчики… Из оффлайн магазина идёт кожаная тесьма, иглы, заклёпки…

Во время поиска инструментов мне попадались на глаза интересные «машинки» для шитья кожи, в которых помимо рабочего элемента имелась также шпулька и узел для смены насадок. На одну из них есть на сайте отличный обзор, в том числе с иллюстрирующими фото по использованию. Вот он, собственно: - во всей красе.
Вот ещё видео добавлю по принципу работы:

Короче, агрегат показался очень полезным, но даже в Китае такие устройства несколько кусаюцца по цене. В общем, решил заколхозить подобное. Сразу хочу объяснить, чем именно привлекла меня такая система:
Можно установить любой крючок, просто глухую иглу - дырки колупать, иглу с ушком – чтобы шить. Кстати, ничего не мешает зажать сверло и другую оснастку с хвостом небольшого диаметра. Можно не держать несколько крючков на столе, а обзавестись только этой машинкой и собрать/изготовить необходимые насадки. Универсализм этот удобен для скитальцев – брать с собой для ремонта снаряжения.
Особенно интересна идея использования игл с ушками в передней части. Они, помимо кожи, позволяют прошивать «нервные» полотна: ткани, мех, стропы, «липучки», различные армированные листы… Обычный сапожный крюк на такое не способен, так как он, вроде бы, прокалывает, но на обратном ходу цепляет волокна материала и рвёт их. Кроме этого, игла более щадит нитку – у начинающих нить очень часто сильно повреждается во время шитья крючком.
Чтобы нитка не путалась и не мешалась, удобно держать один её конец именно на шпуле, особенно актуально это, когда нужно сделать длинный шов.

За основу конструкции взял цанговый патрон, который раньше попал в мой обзор по созданию минидрели-бормашины: Когда-то купил его примерно за 2,5 бакса. Сейчас подобные можно найти даже дешевле (в шапке ссылка на продавца, у которого патрон есть в наличии, где брал – там нету уже).
Наверное, можно с успехом использовать вот такой держатель мелких инструментов:

Патрончик этот, так понимаю, популярен, он недорог и вполне качественен.

Зажимает хвосты от 1,5 до 3 миллиметров.
Рассчитан на посадку на вал диаметром 2,3 мм.
Зажим на валу осуществляется двумя бочонками с противоположных сторон. В наборе есть 5 цанг и ключик. Вот фото устройства, правда, в кадр попали и лишние цанги.

Далее выбирал рукоятку. Сразу решил, что на неё же буду мотать нитку (так иногда делают зимние удочки). Остановился на пробках от Артёмовского шампанского и одной маленькой - водочной. А вообще, вот такие были варианты.

Срезаю с двух пробок скошенные концы, чтобы получилась большая площадь контакта.

Шилом прокалываю сквозные отверстия по оси.

Заготавливаю проволоку, которая будет несущим формообразующим каркасом и «валом» для патрона. Я нашёл в гараже достаточно прочную, и подходящую по сечению.

Собираем инструмент насухую, примеряем патрон. Чтобы его поставить, достаточно выпустить кончик в 1 сантиметр.

Если всё нормально, готовимся к склеиванию. На «заднем» конце проволоки я сделал петлю и небольшую выборку на торце пробки (её потом закрыл на клею металлической шайбочкой). Это для того, чтобы заанкерить проволоку, чтобы она не двигалась ни вперед, ни назад.

Потом, используя термоклей, на проволоке набрал рукоятку. Кстати, передняя синтетическая минипробка своим грибком формирует «мотовильце».

Параллельно сварганил ещё дополнительное наношило на одной пробке (она как раз попалась с более выраженной «талией»). И этот компактный инструмент мне понравился даже больше!!!
Была мысля покрыть ручку яхтенным лаком, но отказался – так приятнее держать, и не будет скользить.

На оба изделия наматывается около 2 метров нитки, чего хватает с головой. Испытания показали, что патрон не соскакивает с проволоки, оснастку он держит даже под хорошей нагрузкой (в частности, боялся, что иглы будут вытягиваться из цанги).

В цанги загонял разные по сечению крюки – работает всё отлично. Потом взял крупную иглу и откусил от неё половину вместе с острием, остальное поставил в патрон. Несмотря на очень гладкий стержень, игла тоже хорошо стоит на месте.
Кстати, в продаже существуют мощные фабричные иглы для подобных инструментов.

Вот так толстую кожу прошил на краю. Легко пошло, причём пробойником я только слегка намечал шаг отверстий – далее колол шилом. Без проблем, поэтому дальше не стал материал зазря перфорировать.

Потом принялся за специфическую работу. По случаю, наконец-то, сделал новый поводок/привязь для нашего двортерьера, о необходимости создания которого жена зудит уже вторую неделю.

Он задуман был из прочной полимерной стропы: на одном конце просто петля для руки, на другом – карабин на петле. Материал хоть и плетёный, но между шнурами не проколешь, приходилось давить внагляк. Шило не подвело, крючок бы оказался не у дел.

Порядок действий.
Оплавил зажигалкой концы.
Затем, сложив стропу на краях петлями необходимого размера, проклеил эти места универсальным полиуретановым клеем.
После этого сделал несколько поперечных строчек капроновой ниткой. Получилось надёжно и вполне аккуратно.

А напоследок я скажу… что патрон хороший, нормально фунциклирует на бормашинке, да ещё вон и шить помогает. Что касается использования иглы ухом вперёд, то мне понравилось. Крючком шить быстрее, но для мест, где крюк может застревать – однозначно, классное решение.

Ах да, вы спросите, где, мол электрическая часть обзора с амперами и вольтами? Дык, это… шутканул я… Изделие сугубо механическое, к планшету не подключается…