Spannzangenfutter für eine Maschine: Typen, Aufbau, Funktionsprinzip. Spannzangen zum Zuführen und Spannen einer Stange. Funktionsweise des Spannzangen-Spannmechanismus

- Dies ist eine spezielle Befestigungsvorrichtung zur Installation des Werkzeugs. Es dient als Hauptelement einer Spannzange zum Spannen eines Werkzeugs oder eines zylindrischen Werkstücks. Es kommen auch spezielle Spannzangen für Vierkant- oder Sechskantschäfte zum Einsatz.

Design und Anwendung

Die Spannzange ist eine federnde geteilte Hülse mit einem Kegelstumpf und einem Loch mit dem erforderlichen Durchmesser. Der Spannzangenkörper verfügt über spezielle Einschnitte, die die Bewegung der Verriegelungsklingen beim Ein- und Ausbau des Werkzeugs gewährleisten. Die Druckkraft sorgt für die Drehung der Mutter.

Die folgende Abbildung zeigt eine Spannzange (1), einen Zylinderschaftfräser (2) und ein Spannzangenfutter (3).

Dieses Befestigungselement ist für den Einbau in ein Spannzangenfutter vorgesehen, das meist ein separates Element der Ausrüstung einer Metallbearbeitungsmaschine ist. Die Patrone selbst wird mithilfe eines Morsekegels am Patronensitz installiert. Vielleicht ist er es auch Bestandteil Maschine
Spannzangen werden häufig in modernen Metallbearbeitungsmaschinen zum Drehen, Bohren und Fräsen eingesetzt. Hauptvorteil dieser Art Fixierung ist eine hohe Geschwindigkeit beim Ein- oder Ausbau des Werkzeugs. Zu den Nachteilen gehört die Notwendigkeit, die Standardgrößen von Spannfutter und Spannzange strikt einzuhalten.

Arten von Spannzangen

In der modernen Metallbearbeitung werden sie verwendet Verschiedene Arten Spannzangen unterschiedlicher Größe und Ausführung. Allzweck-Befestigungselemente werden unterteilt in:

• Durch und blind. Mit ihnen kann ein Teil beliebiger Größe befestigt werden und sie werden beispielsweise zum Befestigen einer Stange zum Drehen verwendet.
• Eine oder zwei Spannzonen. Die steifste Fixierung bieten Spannzangen mit zwei Spannzonen, wodurch Abweichungen von der Spindelachse vollständig vermieden werden.
• Spannzangen für Gewindebohrer und andere Werkzeuge mit Vierkant- oder Sechskantschaft. Die Konstruktion dieses Klemmentyps sorgt für einen axialen Ausgleich.

Einsatz von Spannzangen in Drehmaschinen

Die Spannzange und das Spannzangenfutter werden als Hauptbefestigungsmittel verwendet, wenn eine Längsbearbeitung von Werkstücken mit kleinem Durchmesser erforderlich ist. Diese Geräte können mit Keramik- oder Hartmetalleinsätzen ausgestattet werden, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen und das Anhaften von Metall zu verhindern.

Zur Bearbeitung von Werkstücken auf Drehautomaten werden Vorschub- und Spannzangen eingesetzt. Der Vorschub wird in Verbindung mit der Spannvorrichtung verwendet und sorgt für eine ausreichende Klemmung des Werkstücks, um es in axialer Richtung zu bewegen, wobei sich die zweite Fixiervorrichtung in der geöffneten Position befindet. Dieser Spannzangentyp verfügt über eine Gewindeverbindung zum Versorgungsrohr. Wenn das Werkstück von der Spannstange gehalten wird, fährt der Vorschub zurück Ausgangsposition. Vor dem Vorschub gibt die Spannmaschine das Werkstück frei und der Vorschub bewegt es mit.

Die Spannzange sorgt für die automatische Spannung der Stange und befindet sich im vorderen Teil der Spindel. Auf Revolverdrehmaschinen werden am häufigsten Spannzangen mit umgekehrtem Kegel verwendet, die aufgrund der erhöhten Spannkraft beim axialen Schneiden für eine höhere Steifigkeit sorgen.

GOST-Standards

GOST 17201-71 gilt für Spannzangen für Zylinderschäfte. Andere häufig verwendete Normen definieren die Haupt- und Anschlussmaße von Spannzangen. Für Spannzangen gilt GOST 2876-80, für Vorschubgeräte GOST 2877-80. Von den internationalen Normen sind die allgemeingültigen DIN 6499 und ISO 15488 die Parameter von ER-Spannzangen – mit zwei Spannzonen und einer Durchgangsbohrung.

Ein Gerät wie ein Spannzangenfutter ist ein Typ Klemmmechanismen, dient zum Fixieren eines mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Schneidwerkzeugs. Im Gegensatz zu Schnellspannfuttern sind bei Spannzangenfuttern keine zusätzlichen Vorrichtungen wie Schrauben, Stifte oder Verriegelungselemente erforderlich, weshalb solche Vorrichtungen auch oft als selbstspannend bezeichnet werden.

Spannelemente vom Spannzangentyp sind mit Spannfuttern für eine Drehmaschine ausgestattet, in denen Teile während der Bearbeitung fixiert werden. Abhängig von den geometrischen Parametern des zu bearbeitenden Werkstücks können sich solche Spannfutter sowohl in ihren Abmessungen als auch in der Form der Spannelemente unterscheiden. Am gebräuchlichsten sind heute Spannzangen vom Typ ER.

Hauptsorten

Zur Komplettierung moderner Metallbearbeitungsmaschinen (Drehmaschinen, Fräsen und Bohren) werden selbstzentrierende Spannfutter verwendet, die mit zwei, drei oder vier Backen ausgestattet sind. Die Spannelemente in solchen Spannfuttern können manuell oder über einen mechanischen Antrieb betätigt werden. Wenn wir über die Einsatzgebiete solcher Spannmechanismen sprechen, dann werden Zweibackenfutter vor allem zur Fixierung geformter Gussteile während ihrer Bearbeitung verwendet und mit Hilfe von Dreibackenspannmechanismen eine zuverlässige Befestigung von Werkstücken und Werkzeugschäften aus runden, konische und sechseckige Formen ist gewährleistet. Mit vier Backen ausgestattete Spannmechanismen werden dort eingesetzt, wo bei der Bearbeitung ein asymmetrisches Werkstück oder ein rechteckiges Teil fixiert werden muss.

Generell werden alle Mechanismen zur Fixierung eines Werkzeugs oder Werkstücks während der Bearbeitung in folgende Kategorien eingeteilt:

• Spannzangengeräte;
• Hebelvorrichtungen;
• Schnellspannvorrichtungen (BZP);
• Keilspannvorrichtungen;
• hydraulische Spannfutter;
• Membranklemmen;
• Thermokartuschen;
• Zwei-, Drei- und Vierbackenspannvorrichtungen.

Für die Ausrüstung von Spezial- und Universalmaschinen werden selbstspannende Spannfutter mit Spannzangenmechanismus benötigt. Der Vorteil bei der Verwendung von Spannfuttern dieses Typs besteht darin, dass ihre Konstruktion auch bei einem kleinen Drehmomentwert eine ausreichende Spannkraft bietet, was bei ähnlichen Geräten anderer Typen nicht der Fall ist. Bei der Auswahl eines Spannzangenfutters sollten Sie darauf achten, dass die wesentlichen Konstruktionselemente aus gehärtetem Stahl bestehen. In diesem Fall kann es viel länger dauern.

Wie funktioniert der Spannmechanismus der Spannzange?

Ein Fräs- oder Drehfutter, dessen Basis eine Spannzangenaufnahme ist, funktioniert nach folgendem Prinzip:

• Eine selbstspannende Mutter, die angezogen wird, erzeugt Druck auf das Ende des Spannzangenmechanismus.
• Unter Druckeinwirkung bewegt sich die Spannzange in ein kegelförmiges Loch, was zu einer Kompression der Blütenblätter führt, aus denen ihr Arbeitsteil besteht.
• Durch das Zusammenziehen fixieren die Spannzangenschneiden den Werkzeugschaft bzw. das Werkstück sicher.

Um ein Werkzeug oder Werkstück aus einem solchen Spannfutter zu entnehmen, ist es daher erforderlich, die selbstspannende Mutter zu lösen und so den Druck zu verringern, den sie auf die Spannzange ausübt.

Der große Vorteil von Spannzangenfuttern für eine Fräsmaschine (oder Drehmaschine) im Vergleich zu ähnlichen Geräten anderer Art besteht darin, dass das darin fixierte Werkzeug oder Werkstück perfekt zentriert ist, was einen minimalen Rundlauf gewährleistet. Darüber hinaus ist für den Einsatz eines Spannzangen-Fräs- oder Drehfutters kein Spezialschlüssel erforderlich, der in der Regel oft verloren geht.

Spannzangenfutter können zum Halten von Teilen und Konfigurationen verwendet werden Querschnitt die nicht der Form ihres Einlasses entspricht. Um ein solches Teil in der Spannzange zu fixieren, werden spezielle Kassetten verwendet, die dem Gerät beiliegen.

Design-Merkmale

Die wichtigsten Konstruktionselemente jedes Spannzangenfutters sind die Spannmutter und der Spannzangenspannmechanismus, der einziehbar, einziehbar oder stationär sein kann. Spannzangenmechanismen können je nach Verwendungszweck klemmend oder vorschiebend sein. Spannzangenmechanismen werden auch verwendet, um Werkstücke entlang der Oberfläche ihres Innenlochs zu fixieren. Diese Fixierung wird durch eine spezielle Vorrichtung – einen Spanndorn – gewährleistet. Neben der Fixierung von Teilen während der Bearbeitung können mit einem Spannzangendorn auch Aufsatzfräser daran befestigt werden.

Vorschubspannzangen werden dort eingesetzt, wo das darin fixierte Teil während der Bearbeitung regelmäßig aus der Spannvorrichtung herausgezogen werden muss. Die Konstruktion einer solchen Spannzange besteht aus einer Stahlbuchse, an deren Seitenfläche drei Einschnitte angebracht sind, die Federklemmblätter bilden, sowie einem Rohr, durch dessen Innenloch das Werkstück in die Bearbeitungszone eingeführt wird. Vor der Verwendung eines solchen Mechanismus wird die Spannhülse in ein Gewindeloch im Rohr eingeschraubt und das Ende des Werkstücks zwischen den Schneiden des Spannmechanismus hindurchgeführt. Für den Vorschub des Werkstücks in die Bearbeitungszone ist eine spezielle Stange zuständig, die über eine Nocke oder einen hydromechanischen Mechanismus angetrieben wird.

Die Spannzange, die ebenfalls in Form einer Hülse mit Federblättern ausgeführt ist, dient lediglich der Fixierung des Werkstücks, ohne es dem Bearbeitungsbereich zuzuführen. Abhängig vom Durchmesser des Werkzeugschafts oder des zu bearbeitenden Werkstücks, die über einen Spannzangenmechanismus fixiert werden, kann die Anzahl der Blütenblätter variieren. So werden zum Fixieren von Werkzeugen und Werkstücken mit einem Durchmesser von nicht mehr als 3 mm Dreilappen-Spannzangen, mit einem Durchmesser von 3 bis 80 mm - Vierlappen-Spannzangen und mit einem Durchmesser von mehr als 80 mm - Sechslappen-Spannzangen verwendet. Lappenspannzangen.

Zur Fixierung von Werkzeugen und Werkstücken mit kleinstem Durchmesser werden geteilte Spannzangen benötigt, deren Konstruktion spezielle Federn enthält, die für das Öffnen der Backen verantwortlich sind. Spannzangen dieser Art können zusätzlich mit Wendeschneidplatten ausgestattet werden, die je nach Durchmesser des Werkzeugs oder Werkstücks ausgewählt werden.

Mit Spannzangenfuttern, deren Konstruktion durch eine weitere Mutter ergänzt wird, können Werkzeuge mit kleinem Durchmesser und Morsekegelschaft befestigt werden. Der Nachteil dieses Spannzangentyps besteht darin, dass für Werkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern ein separater Spannmechanismus verwendet werden muss.

Das Drehen von Werkstücken mit kleinem Durchmesser, das auf Längsmaschinen durchgeführt wird, kann auch mit Spannzangenspannmechanismen durchgeführt werden. Dabei eingesetzte Spannzangenfutter unterscheiden sich in ihrer Konstruktion von herkömmlichen Modellen.

Das erste, worauf Sie bei der Auswahl achten sollten Futter Beim Spannzangentyp wird ein solches Gerät an der Spindel des verwendeten Geräts befestigt. Für eine solche Befestigung gibt es zwei Möglichkeiten: die Verwendung eines speziellen Adapters oder das Aufschrauben des Spannfutters auf das Gewindeende der Spindel. Soll ein Spannzangen-Fräs- oder Drehfutter über einen Flansch oder Morsekegel mit der Maschinenspindel verbunden werden, müssen zunächst deren genaue Parameter (Riemendurchmesser und Kegelparameter) ermittelt werden.

Wie oben erwähnt, wird abhängig vom Durchmesser des Werkzeugschafts bzw. des zu bearbeitenden Werkstücks die Anzahl der Spannelemente ausgewählt, mit denen die Spannzange ausgestattet ist. Darüber hinaus sollten Sie auf das Material achten, aus dem solche Elemente bestehen: Je härter es ist, desto länger hält die Patrone.

3. Spannzangen zum Zuführen und Spannen der Stange

Bei automatischen Drehmaschinen erfolgt das Ausfahren (Vorschub) und Spannen der Stange über einen Mechanismus, dessen wesentliche Glieder die Vorschub- und Spannzangen sind.

Feige. 91. Spannzange zum Verlängern der Stange.

Die Vorschubspannzange ist eine geteilte Hülse, deren Backen sich während der Wärmebehandlung in einem komprimierten Zustand befanden (Abb. 91). Die Elastizität seiner Backen soll dafür sorgen, dass die Stange bei geöffneter Spannzange mit einer Kraft gespannt wird, um sie in axialer Richtung zu bewegen. Gleichzeitig sollte die elastische Kraft der Spannzangenbacken nicht zu groß sein, da die Spannzange entlang der Stange gleiten und sich in ihre ursprüngliche Position bewegen sollte, während die Stange von der Spannzange gehalten wird.

Futterspannzange und Futterrohr verfügen über eine Gewindeverbindung. Wenn die Stange durch die Spannzange festgeklemmt wird, gleitet die Vorschubzange bei einer Rückwärtsbewegung in ihre ursprüngliche Position. Vor dem Vorschub gibt die Spannzange die Stange frei, die Vorschubzange bewegt sich mit ihr nach vorne und spannt sie mit der Vorspannkraft der Spannzange.

IN In letzter Zeit Es wurden Vorschubspannzangen mit austauschbaren Einsätzen verwendet, die eine rationellere Verwendung gewährleisten, da sie es ermöglichen, mit derselben Spannzange Stangen mit unterschiedlichen Durchmessern und Profilen zuzuführen.

Aufgrund der Betriebsbedingungen müssen Vorschubspannzangen eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen, weshalb sie meist aus einsatzgehärtetem Stahl oder Stahl mit Stahl gefertigt sind erhöhter Inhalt Legierungselemente.

Das automatische Spannen einer Stange auf Drehautomaten erfolgt über eine Spannzange, die am vorderen Ende der Spindel angebracht ist.

Feige. 92. Spannzange zur Sicherung der Stange: a - mit einem Durchmesser von bis zu 5 mm; b - mit einem Durchmesser von 6 bis 36 mm.

Existieren verschiedene Designs Spannzangen und dementsprechend Spannmethoden. Bei rotierenden Automaten wurden Spannzangen mit umgekehrtem Kegel verwendet (Abb. 92). Diese Art der Befestigung der Stange sorgt für eine höhere Steifigkeit, da die axiale Schnittkraft die Klemmkraft der Stange durch die Spannzange erhöht.

Die Spannzange kann mit ihrem vorderen Teil an der Maschinenspindel anliegen (Abb. 22, c). In diesem Fall wird zum Festklemmen der Stange an der Spannzange eine Hülse benötigt, auf die eine Druckkraft ausgeübt werden muss. Diese Befestigung gewährleistet eine genaue Zuführung der Stange, da die Spannzange während des Spannvorgangs in axialer Richtung ortsfest bleibt, während sich die Hülse bewegt.

Der Hauptnachteil dieses Stangenbefestigungsschemas ist die vergleichsweise Vergrößerung der Abmessungen des Klemmmechanismus.

Für runde und sechseckige Materialien sind in den Spannzangen drei Schlitze angebracht, für quadratische vier.

Spannzangen bestehen üblicherweise aus den Stählen U8, 9ХС; Nach dem Aushärten sollten sie eine Härte des Arbeitsteils von RC ~ 58–60 und eine Härte des Heckteils von RC ~ 38–50 haben.

In letzter Zeit werden Spannzangen mit austauschbaren Übergangsbacken verwendet, die mit Schrauben am Hauptkörper der Spannzange befestigt werden. In der Praxis erweisen sich solche Spannzangen als sehr praktisch, da sie mit Backen Stangen unterschiedlichen Durchmessers spannen. Somit wird ein Satz Spannzangen für unterschiedliche Stangendurchmesser durch einen Satz Backen ersetzt. Darüber hinaus verbessern sich die Bedingungen Wärmebehandlung Spannzange, da die auswechselbaren Backen unabhängig voneinander thermisch behandelt werden.

Der Nachteil von Spannzangen mit auswechselbaren Backen ist die Komplexität der Konstruktion und die etwas geringere Steifigkeit.

Spannzangen zur Bearbeitung von Teilen, die geringe Schnittkräfte verursachen, verfügen in der Regel über eine geschliffene Bohrung, damit die Oberfläche der Stange an den Spannstellen nicht beschädigt wird. Bei hohen Schnittkräften wird die Spannfläche geriffelt, um die Reibung zwischen Stange und Spannzange zu erhöhen.

Die Hauptabmessungen der Vorschub- und Spannzangen sind in Abb. 91 und 92 sind in der Tabelle aufgeführt. 35.

Tabelle 35 Hauptabmessungen(in mm) Vorschub- und Spannzangen für rotierende Automaten(Abb. 91 und 92)