Чтобы осуществлять всё многообразие операций, на станке должен быть большой запас металлорежущих инструментов. Механизмы автоматической смены инструмента должны обеспечить стабильное точное, жесткое и надежное положение инструмента, а также минимальное время его смены. По конструктивному и компоновочному исполнению их делят на три группы:
1. С заменой всего шпиндельного устройства (револьверные шпиндельные головки, магазины шпиндельных гильз). Револьверные шпиндельные головки наиболее просты и компактны. Головки размещаются обычно на шпиндельной бабке станка. Время смены инструментов 1-3 с. Магазины шпиндельных гильз бывают барабанного и линейного типа. Гильзы 1 поочередно занимают рабочее положение 4, при этом шпиндель 2 соединяется с приводом главного движения, а гильза шпинделя с приводом подач. В магазине устанавливается 15-20 гильз, в которых можно монтировать шпиндели разной конструкции для легких и тяжелых работ. Главный привод обеспечивает необходимую частоту вращения различных инструментов 3. Недостаток такого способа смены инструмента - громоздкость и высокая стоимость конструкции; преимущество - достаточная жесткость шпиндельного устройства и надежность его закрепления.
Рис.2.Магазин шпиндельных гильз
2. Со сменой инструмента в одном шпинделе (инструментальные магазины), при этом инструмент заменяется в шпинделе автоматически по программе (за 5…6 с). Современные многоцелевые станки имеют инструментальные магазины с запасом в 15…30, а при необходимости в 50…100 и более инструментов. Принцип смены инструмента состоит в том, что на шпиндельной бабке установлен крупный магазин с набором инструментов. Каждый инструмент вставлен в гнездо магазина так, что его ось параллельна оси магазина (барабана). Инструмент меняется специальной механической рукой. В исходном положении рычаг руки расположен вертикально и не мешает работе инструмента, закрепленного в шпинделе, и периодическому повороту магазина. При смене инструмента корпус механической руки поворачивается на 90° вокруг вертикальной оси влево; одновременно поворачивается также на 90° гнездо магазина с очередным инструментом. Рычаг руки поворачивается в горизонтальное положение, схваты рук и зажимают инструменты, находящиеся в шпинделе и в гнезде барабана. После раскрепления инструмента в шпинделе рычаг руки смещается вдоль своей оси, вытаскивает оба инструмента (из шпинделя и из гнезда магазина), поворачивается на 180° и, двигаясь вдоль своей оси, меняет инструменты местами: устанавливает новый инструмент в шпиндель, а отработавший – в освободившееся гнездо магазина. Схваты отпускают инструменты, рычаг руки поворачивается в вертикальное положение, а вся рука на 90° вправо, т. е. в исходное положение. Одновременно поворачивается вправо в гнездо со сменным инструментом.
3. Комбинированные (магазин в сочетании с револьверной головкой или автоматическая и ручная смена).
Еще одна важная особенность большинства многоцелевых станков - наличие стола-спутника или делительного приспособления с периодическим или непрерывным (по программе) делением. Это обязательное условие для обработки заготовки с нескольких сторон без переустановки. Станки новых конструкций оснащают дополнительными столами и устройствами для автоматической смены заготовок. Заготовки предварительно закрепляют на приспособлении-спутнике, и вместе с ним они попадают с дополнительного стола на основной. Установку заготовки в спутник и снятие обработанной детали производят во время работы станка. Таким образом, вспомогательное время, затрачиваемое на загрузку станка, сводится к минимуму.
