Сверлильные патроны

Сверлильные патроны. Обзор.

В данной статье сверлильные патроны рассмотрены применительно к области металлообработки, в основном, как приспособление, предназначенное для закрепления сверл. Хотя в сверлильных патронах также возможно зажимать прочие инструменты с цилиндрическим хвостовиком, такие как: развертки, метчики, зенкера и т.д., если на то есть такая необходимость. Останавливаться на редко востребованных конструкциях патронов в данной статье не будем.

Из отечественных стандартов, регламентирующих конструкцию и тех. характеристики сверлильных патронов можно выделить такие нормативные документы:
- ГОСТ 8522 - Патроны сверлильные трехкулачковые с ключом (диапазон зажимаемых размеров от 0,5 мм до 20 мм) - стандарт в основном описывает типоразмеры патронов, требований по точности в стандарте нет (зарубежный аналог патронов по стандарту DIN ISO 10887 (DIN6349) )
- ГОСТ 15935 - Патроны сверлильные трехкулачковые без ключа (диапазон зажимаемых размеров от 0,2 мм до 16 мм), регламентировано изготовление патронов 2-х классов по точности, описаны методы поверки, контроля, приемки. Патроны 1-го класса довольно точная оснастка, с допуском радиальных биений в пределах 0,05 мм для малых типоразмеров и до 0,1 мм для больших типоразмеров, патроны 2-го класса менее точные, с допуском 0,1 для малых типоразмеров до 0,2 для больших.

- ГОСТ 22993 - Патроны трехкулачковые с ключом для ручных сверлильных машин (диапазон зажимаемых размеров от 0,5 мм до 13 мм) стандарт так же как и ГОСТ 8522 в основном описывает типоразмеры патронов, требований по точности в стандарте нет.

Неспроста были затронуты наши стандарты, т.к. многие предприятия при закупке сверлильных патронов даже не вникают в тонкости данной оснастки, не указываются класс точности патрона и при получении начинаются жалобы на качество и точность данных патронов.
Нужно отметить, что применение сверлильных патронов на станках ЧПУ накладывает на них ряд требований по точности, особенно это важно для сверл малых типоразмеров и сверл твердосплавных (хотя использование сверлильных патронов для твердосплавных сверл не рекомендовано)

Нужно так же учитывать и ограничения со стороны максимально допустимой частоты вращения для сверлильных патронов, в зависимости от их конструктивных особенностей.

Остановимся на некоторых конструкциях патронов, наиболее часто применяемых на металлообрабатывающих станках.

Насадной трехкулачковый сверлильный патрон с ключом.

Патрон обычно устанавливается непосредственно на шпиндель или оправку на укороченный конус Морзе по ГОСТ 9953 (возможны и иные стандарты посадок по DIN и JIS на укороченные конуса шпинделей или оправок)

Даже у зарубежных производителей, данный тип патрона рассчитан на диапазон зажатия хвостовиков инструментов от 0,5-1,0 мм до 16-26 мм. Точность в основном в диапазоне 0,1-0,2 мм. Производителей патронов данного типа очень много, качество, точность, цена тоже очень разные. Подобные патроны нашли широкое применение как на станках универсальных, так и на ручных сверлильных машинах. При невысоких требованиях к точности сверления и хвостовиках инструментов более 3 мм (некоторые конструкции и от 0,5-0,8 мм) такие патроны часто применяют и на станках с ЧПУ. В силу конструктивных особенностей патронов подобного типа закрепления хвостовиков инструментов малых диаметров очень часто весьма не точное и происходит на малом по длине участке хвостовика.
Т.е рассчитывать на получение точных отверстий с применением таких патронов не приходится, а для закрепления сверл малых диаметров (менее 1 мм) такие патроны и вовсе не рекомендуются.

Встречают конечно конструкции патронов с ключом с диапазоном зажатия от 0,2-0,3 мм.

Самозажимные патроны (насадные)

Чаще тоже встречаются с диапазоном закрепления от 0,5-0,8 мм до 13-16 мм. Многие производители указывают для патронов малого типоразмера диапазон зажима от нуля (к примеру 0-6,5 мм), но обольщаться не стоит, хоть это и весьма не плохие по точности патроны с хорошо подогнанными кулачками, но закрепление хвостовиков инструментов размером менее 0,4-0,5 мм уже затруднительно, при этом даже если и зажать такой хвостовик, то в силу конструктивных особенностей некоторых патронов подобного типа закрепления хвостовика инструмента зачастую происходит по малой длине хвостовика, что отрицательно сказывается и на точности, и на усилии закреплени,я и в целом на качестве работы инструмента. Патроны такого типа более рекомендованы для применения на станках, в том числе и ЧПУ, они имеют цену значительно ниже, чем моноблоки (рассмотрены ниже), но и уступают им по многим параметрам и отсутствию возможности подачи СОЖ через патрон.
Нужно отметить, что конструкций такого типа довольно много разных. По точности можно встретить подобные патроны с характеристиками 0,05 мм, 0,08 мм, 0,12 мм - поэтому нужно обращать внимание при заказе не только на бренд или на цену, но и на точностные характеристики.
Вот для примера, немецкий производитель ROHM. Патрон серии Supra-I имеет точность 0,12 мм, в тоже время патрон серии Spiro-I имеет точность 0,05 мм.

Даже один и тот же патрон может выпускаться разных классов по точности, к примеру Bison тип 5133 - прецизионные патроны изготавливают с точностью 0,04 мм, стандартные с точностью 0,15 мм

Патроны сверлильные моноблок.

Это наиболее применимые для станков с ЧПУ сверлильные патроны. Диапазон зажатия в основном от 0,5-3 мм до 10-16 мм, по точности 0,03-0,05 мм, допустимая частота эксплуатации 6-8 тыс. оборотов в минуту. (не стоит путать значения указанные по балансировке патрона с рекомендуемой рабочей скоростью). Во многих конструкциях предусмотрена возможность внутренней подачи СОЖ через патрон. Встречаются конструкции патронов с возможностью применения при вращении только по часовой стрелке (вращение против часовой стрелки запрещено).

Особенно стоит указать на специальные прецизионные сверлильные патроны.

Их диапазон зажатия часто начинается от 0,2-0,3 мм до 3,4-16 мм в зависимости от типа патрона, и имеет точность закрепления от 0,005-0,02 мм
Вот именно такие патроны рекомендованы для закрепления мелкоразмерных инструментов. В таких патронах подача СОЖ возможна для инструментов с хвостовиком от 0,5-0,7 мм