Цанга / ˈ k ɒ l ɪ t / — это сегментированная втулка, тесьма или воротник . [1] [2] Одна из двух радиальных поверхностей цанги обычно имеет коническую форму (т.е. представляет собой усеченный конус), а другая — цилиндрическую. Термин «цанговый патрон» обычно относится к типу патрона , в котором цанги используются для удержания заготовки или инструмента (например, сверла), но имеют и другие механические применения.
Внешняя цанга представляет собой втулку с цилиндрической внутренней поверхностью и конической наружной поверхностью. Цангу можно прижать к соответствующему конусу так, чтобы ее внутренняя поверхность сжималась до немного меньшего диаметра, сжимая инструмент или заготовку и надежно удерживая ее. Чаще всего цанга изготавливается из пружинной стали с одним или несколькими пропилами по длине, позволяющими ей расширяться и сжиматься. Цанга этого типа удерживает внешнюю поверхность зажимаемого инструмента или заготовки. Это самый обычный тип цангового патрона. Внешняя цанга зажимает внутреннюю поверхность или отверстие полого цилиндра. Конус цанги является внутренним, и цанга расширяется, когда соответствующий конус втягивается или вдавливается во внутренний конус цанги.
В качестве зажимного устройства цанги способны создавать высокую силу зажима и точное выравнивание. Хотя зажимная поверхность цанги обычно имеет цилиндрическую форму, ей можно придать любую заданную форму.
Как правило, цанговый патрон [3] , рассматриваемый как единое целое, состоит из конической приемной втулки (иногда заодно со шпинделем станка), собственно цанги (обычно изготовленной из пружинной стали), которая вставляется в приемную втулку, и (часто ) колпачок, который навинчивается на цангу, зажимая ее другим конусом.
Для операций механической обработки, таких как токарная обработка , обычно используются патроны для удержания заготовки . В таблице ниже приведено функциональное сравнение трех наиболее распространенных типов патронов, используемых для удержания заготовок.
Цанги имеют узкий диапазон зажима, и для удержания определенного диапазона инструментов (например, сверл ) или материала требуется большое количество цанг. Это дает недостаток более высоких капитальных затрат и делает их непригодными для общего использования в электрических дрелях и т. д. Однако преимущество цангового патрона перед другими типами патронов состоит в том, что он сочетает в себе все следующие характеристики в одном патроне; что делает его очень полезным для повторяющейся работы.
В металлообрабатывающей промышленности используется множество типов цанг. Распространенными стандартными конструкциями являются R8 [5] (с внутренней резьбой для фрезерных станков ) и 5C [6] (обычно с внешней резьбой для токарных станков ). Существуют также собственные разработки, которые подходят только к оборудованию одного производителя. Цанги могут иметь удерживающую способность от нуля до нескольких дюймов в диаметре. Самый распространенный тип цанги предназначен для круглого прутка или инструмента, но существуют цанги для квадратной, шестиугольной и других форм. Помимо цанг, удерживающих снаружи, существуют цанги, используемые для удержания детали на ее внутренней поверхности, чтобы ее можно было обрабатывать на внешней поверхности (аналогично разжимной оправке ) . Более того, машинисты нередко изготавливают цангу по индивидуальному заказу, способную удерживать деталь необычного размера или формы. Их часто называют аварийными цангами ( электронными цангами ) или мягкими цангами (из-за того, что они покупаются в мягком (незакаленном) состоянии и обрабатываются по мере необходимости). Еще одним типом цанги является ступенчатая цанга , которая выходит на больший диаметр от шпинделя и позволяет удерживать заготовки большего размера.
При использовании удерживаемая деталь вставляется в цангу, а затем цанга вдавливается (с помощью насадки с резьбой) или втягивается (с помощью тяги с резьбой) в корпус, имеющий форму сопряженной конусности. Геометрия конуса служит для преобразования части осевого усилия вытягивания в радиальное усилие зажима. При правильном затягивании прилагается достаточное усилие для надежного закрепления заготовки или инструмента. Резьба колпака или тягового стержня действует как винтовой рычаг, и этот рычаг усугубляется конусом, так что небольшой крутящий момент на винте создает огромную силу зажима.
Точная, симметричная форма и жесткий материал цанги обеспечивают точную, повторяемую радиальную центровку и осевую концентричность. Базовый механизм фиксирует четыре из шести степеней кинематической свободы, два положения и два угла. Для точного выравнивания деталей в осевом направлении (пятая степень свободы) также могут быть установлены цанги с регулируемым внутренним упором или упором заплечика, обработанным по внутренней форме. Оставшуюся шестую степень свободы, а именно вращение детали в цанге, можно зафиксировать, используя квадратную, шестиугольную или другую некруглую геометрию детали.
Цанговая система «ER», разработанная и запатентованная компанией Rego-Fix в 1973 году и стандартизированная по стандарту DIN 6499, является наиболее широко используемой системой зажима в мире и сегодня доступна от многих производителей по всему миру. [7] [8] Стандартные серии: ER-8, ER-11, ER-16, ER-20, ER-25, ER-32, ER-40 и ER-50. Название «ER» произошло от существующей цанги «E» (которая представляла собой буквенную серию названий), которую Rego-Fix изменила и добавила букву «R» для «Rego-Fix». Номер серии — это диаметр отверстия конической розетки в миллиметрах. Цанги ER складываются для удержания деталей, размер которых до 1 мм меньше номинального внутреннего размера цанги в большинстве серий (до 2 мм меньше в ER-50 и на 0,5 мм в меньших размерах) и доступны с шагом 1 мм или 0,5 мм. . Таким образом, данная цанга выдерживает любой диаметр в диапазоне от ее номинального размера до размера в сложенном виде на 1 мм меньше, а полный набор цанг ER с номинальным шагом 1 мм соответствует любому возможному цилиндрическому диаметру в пределах емкости серии. С патроном ER цанги ER могут также служить в качестве крепежных приспособлений для мелких деталей в дополнение к их обычному применению в качестве держателей инструментов со шпиндельными патронами. [9] Несмотря на метрический стандарт, цанги ER с внутренними дюймовыми размерами широко доступны для удобного использования инструментов дюймовых размеров. Геометрия пружины цанги ER хорошо подходит только для цилиндрических деталей и обычно не применяется для квадратных или шестиугольных форм, таких как цанги 5C.
Цанговые патроны «Autolock» (аналогичная система Osbourn «Pozi-Lock») были разработаны для обеспечения надежного зажима фрез с помощью только ручной затяжки. Они были разработаны в 1940-х годах ныне несуществующей британской компанией Clarkson (Engineers) Limited и широко известны как патроны Clarkson. Для цанг Autolock требуются фрезы с хвостовиками с резьбой, которые можно ввинчивать в саму цангу. Любое вращение фрезы прижимает цангу к конусу крышки цанги, который плотно зажимает фрезу. Резьбовое соединение также предотвращает любую тенденцию фрезы к вытягиванию. Цанги доступны только фиксированных размеров, дюймовых или метрических, и хвостовик фрезы должен точно совпадать. [10]
Последовательность затяжки цанг Autolock широко понимается неправильно. Сама крышка патрона вообще не затягивает цангу, если крышка затянута и инструмент не вставлен, цанга в патроне болтается. Только когда вставлена фреза, цанга будет прижата к конусу колпачка. Задняя часть фрезы входит в зацепление с центрирующим штифтом, и при дальнейшем повороте цанга прижимается к крышке патрона, затягиваясь вокруг хвостовика фрезы, отсюда и происходит «автоблокировка».
Правильная последовательность установки согласно исходной спецификации:
По мере использования инструмента дальнейшее вращение затягивает цангу, а центрирующий штифт гарантирует, что вылет и выравнивание инструмента остаются неизменными. Гаечный ключ требуется только для освобождения заблокированной цанги. [11]
Хотя инструменты с резьбовым хвостовиком «Autolock» можно захватывать простыми цангами, такими как ER, инструменты с простым хвостовиком никогда не следует использовать в цангах «Autolock», поскольку они не будут правильно зажаты или выровнены.
Цанги R8 были разработаны компанией Bridgeport Machines, Inc. для использования во фрезерных станках. Необычно то, что цанги R8 вставляются в сам конус станка (т.е. нет отдельного патрона), а инструменты со встроенным конусом R8 также могут быть установлены напрямую. R8 был разработан для обеспечения быстрой замены инструмента и требует точного соответствия диаметра цанги и хвостовика инструмента.
Цанги R8 имеют шпоночную канавку, предотвращающую вращение при установке или снятии, но движущую силу обеспечивает сжатый конус, а не шпоночная канавка. Цанги сжимаются с помощью дышла сзади, они самовысвобождаются, а смена инструмента может быть автоматизирована.
В отличие от большинства других систем цанг для станков, цанги 5C были разработаны в первую очередь для фиксации заготовок. Внешне похожие на цанги R8, цанги 5C имеют внешнюю резьбу сзади для закрытия цанги, поэтому заготовки могут проходить прямо через цангу и патрон (цанги 5C часто также имеют внутреннюю резьбу для фиксации заготовки). Также доступны цанги для крепления квадратных и шестигранных прикладов. Цанги 5C имеют ограниченный диапазон закрытия, поэтому диаметры хвостовика и цанги должны точно совпадать. Также существует ряд других цанг серии C (1C, 3C, 4C, 5C, 16C, 20C и 25C) с различным диапазоном фиксации.
Цанговая система с возможностями, аналогичными 5C (первоначально запатентованной системе Hardinge ), представляет собой 2J (первоначально запатентованная система Sjogren, [12] конкурента Hardinge, и которую Hardinge позже ассимилировала).
Они используются в заточных станках SO Deckel. Иногда их называют цангами U2.
Часовое производство в Уолтеме, штат Массачусетс, привело к изобретению цанг. На всех токарных станках часовщиков используются цанги, размер которых определяется их внешней резьбой. Самый популярный размер — 8 мм, он существует в нескольких вариантах, но все цанги диаметром 8 мм взаимозаменяемы. Lorch, немецкий производитель токарных станков, начал с цанг 6 мм, а первые Boleys использовали цанги 6,5 мм. Цанги диаметром 6 мм подойдут для токарного станка диаметром 6,5 мм, но это плохая практика. Другой популярный размер — цанга диаметром 10 мм, используемая Клементом и Левином. Для фиксации детали размер цанги определяется с шагом 0,1 мм, при этом число на лицевой стороне соответствует диаметру в десятых долях миллиметра. Таким образом, 5 — это цанга диаметром 0,5 мм.
Цанги для часовых мастеров бывают дополнительных конфигураций. Имеются ступенчатые цанги, которые входят внутрь и удерживают шестерни за внешний периметр. Обычно их изготавливали комплектами по пять штук, чтобы вместить в себя ряд зубчатых колес разного размера. Они, как и прямые цанги для удержания стержня, закрываются на внешнем конусе. Кольцевые цанги также поставляются в наборах по пять штук и позволяют выполнять работу изнутри отверстия. Они открываются, когда затягиваются внешним конусом к внешнему конусу передней бабки токарного станка.
Цанги для часов также включают в себя конические адаптеры и восковые или цементные патроны. Эти цанги имеют вставку, обычно латунную, к которой приклеиваются мелкие детали, обычно шеллаком.
В книге « Современный токарный станок часовщика и как им пользоваться» [13] приведены таблицы производителей и размеров; Обратите внимание, что это относится к базовым цангам как к разъемным проволочным патронам .
Эти цанги особенно распространены на производственных станках, особенно на европейских токарных станках с рычажными или автоматическими доводчиками. В отличие от втяжных цанг, они не отодвигаются назад для закрытия, а обычно выдвигаются вперед, при этом лицевая часть остается на месте.
Цанги, обеспечивающие более широкий диапазон зажима за счет пружин или эластичных прокладок между губками; такие цанги были разработаны компаниями Jacobs (Rubberflex), Crawford (Multibore) и Pratt Burnerd и в некоторых случаях совместимы с определенными пружинными цанговыми патронами.
Конус Морзе — это обычный машинный конус, часто используемый в дрелях, токарных и небольших фрезерных станках. В патронах для сверления обычно используется конус Морзе, и их можно снять для установки сверл с конусом Морзе . В наборах цанг с конусом Морзе обычно используются цанги ER в адаптере, подходящем для конуса Морзе. Адаптер имеет резьбу и удерживается на месте с помощью тяги . Их можно использовать для более надежного и точного крепления инструментов с прямым хвостовиком (сверл и фрез ) по сравнению с патроном.
На фрезерном станке по дереву (ручной или настольный электроинструмент, используемый в деревообработке ) цанга удерживает сверло на месте. В США обычно используются биты диаметром 0,25 или 0,5 дюйма (6,4 или 12,7 мм), тогда как в Европе чаще всего используются биты размером 6, 8 или 12 мм (0,24, 0,31 или 0,47 дюйма). Цанговая гайка имеет снаружи шестигранную форму, поэтому ее можно затягивать или ослаблять с помощью стандартного гаечного ключа , а также имеет внутреннюю резьбу, позволяющую навинчивать ее на оправку двигателя .
Многие пользователи (любители, художники-графики, архитекторы, студенты и другие) могут быть знакомы с цангами как с частью ножа X-Acto или аналогичного ножа, удерживающей лезвие. Другим распространенным примером является цанга, в которой удерживаются насадки Dremel или аналогичного вращающегося инструмента.
В полупроводниковой промышленности цанга для матрицы используется для извлечения матрицы из пластины после завершения процесса высечки и склеивания ее в корпус. Некоторые из них сделаны из резины и для сбора используют вакуум.
В большинстве двигателей внутреннего сгорания используется разъемная цанга, которая удерживает как впускной, так и выпускной клапаны под постоянным давлением пружины клапана, которая возвращает клапаны в закрытое положение, когда кулачки распределительного вала не соприкасаются с верхней частью клапанов. Две половины цанги имеют внутреннее приподнятое ребро, которое входит в круглую канавку в верхней части каждого стержня клапана. Внешняя сторона половин цанги представляет собой конус, входящий в фиксатор пружины (также известный как манжета), этот конус фиксирует фиксатор на месте, а приподнятое ребро, которое находится в круглой канавке на стержне клапана, также фиксирует половины цанги на месте на стержне клапана. Чтобы снять клапаны с головки блока цилиндров, используется «сжиматель клапанных пружин», который сжимает пружины клапанов путем приложения силы к фиксатору пружины, что позволяет снять цанги. Когда компрессор снят, фиксатор, пружина и клапан могут быть удалены. снять с головки блока цилиндров. Можно заметить, что сепаратор не сдвигается с места при использовании устройства для сжатия клапанных пружин. Это происходит из-за накопления нагара, который со временем слегка заблокировал сепаратор и цанги. Легкий резкий удар по задней стороне приспособления для сжатия клапанных пружин над штоком клапана должен освободить фиксатор, позволяя сжимать пружины при извлечении разъемной цанги. При повторной сборке трудно удерживать разъемные цанги на месте, пока компрессор освобожден. Нанесение небольшого количества смазки на внутреннюю сторону разъемных цанг удержит их на месте на штоке клапана при отпускании компрессора, тогда как Пружинный фиксатор поднимается и фиксирует конические разъемные цанги на месте.
В Blaser R93 (и родственных моделях) используется уникальная система фиксации болта с расширяющейся цангой. Цанга имеет когтеобразные сегменты L-образной формы, обращенные наружу от оси ствола. Несколько захватов обеспечивают большую площадь контакта для распределения нагрузки. Когда затвор закрывается, цанга расширяется, выдвигая когти до зацепления с кольцевой канавкой в стволе сразу за патронником; запирая затвор закрытым. [14] [15]
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)