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BT,BBT,均為日本標準,現也是普遍使用的一種標準。

SK（DIN6987）德國標準

傳統刀柄,有ER型,強力型,側固型,平面銑刀型,鉆夾頭,莫氏錐柄

現代有液壓刀柄,熱脹刀柄,PG（冷壓）型。

HSK工具系統是一種新型的高速短錐型刀柄,其接口采用錐面和端面同時定位的方式,刀柄為中空,錐體長度較短,錐度為1/10,有利于實現換刀輕型化和高速化。如圖1所示。由于采用空心錐體和端面定位,補償了高速加工時主軸孔與刀柄的徑向變形差異,并完全消除了軸向定位誤差,使高速、高精度加工成為可能。這種刀柄在高速加工中心上應用越來越普遍。[1]

KM刀柄

該刀柄的結構與HSK刀柄相似,也是采用了空心短錐結構,錐度為1/10,并且也是采用錐面和端面同時定位、夾緊工作方式。如圖2所示,主要區別在于使用的夾緊機構不同,KM的夾緊結構已申請了美國專利,它使用的夾緊力更大,系統的剛度更高。不過由于KM刀柄錐面上開有兩個對稱的圓弧凹槽(夾緊時應用),所以相比之下顯得單薄,有些零件的強度較差,而且它需要非常大的夾緊力才能正常工作。另外,KM刀柄結構的專利保護限制了該系統的迅速推廣應用。

NC5刀柄

它也采用了空心短錐結構,錐度為1/10,并且也是采用錐面和端面同時定位、夾緊工作方式。由于扭矩是由NC5刀柄前端圓柱上的鍵槽傳遞的,刀柄尾部沒有傳遞扭矩的鍵槽,所以軸向尺寸比HSK刀柄短。它與前面兩種刀柄的最大區別在于刀柄沒有采用薄壁結構,刀柄錐面處增加了一個中間錐套。KM刀柄和HSK刀柄是通過薄壁的變形來補償刀柄和主軸制造誤差,保證錐面和端面同時可靠的接觸,而NC5刀柄是通過中間錐套的軸向移動達到這個目的。中間錐套的軸向移動動力來自刀柄端面上的碟形彈簧。由于中間錐套的誤差補償能力較強,因此NC5刀柄對主軸和刀柄本身的制造精度的要求可稍低些。另外,NC5刀柄內僅有一個安裝拉釘的螺釘孔,孔壁較厚,強度高,可采用增壓夾緊機構,滿足重切削的要求。這種刀柄的主要缺點是刀柄和主軸錐孔之間增加了一個接觸面,刀柄的定位精度和剛度有所下降。

CAPTO刀柄

Sandvik公司生產的CAPTO刀柄。這種刀柄的結構不是圓錐形,而是三棱圓錐,其棱為圓弧形,錐度為1/20,并且空心短錐結構,采用錐面與端面同時接觸定位。三棱圓錐結構可實現兩個方向都無滑動的轉矩傳遞,不再需要傳動鍵,消除了因傳動鍵和鍵槽引起的動平衡問題。三棱圓錐的表面大,使刀柄表面壓力低、不易變形、磨損小,因而精度保持性好。但三棱圓錐孔加工困難,加工成本高,與現有刀柄不兼容,配合會自鎖。

1、主軸與刀柄不能實現與主軸端面和內錐面同時定位,導致連接剛度低,尤其是在高轉速下,由于離心為的作用,主軸錐孔大端擴張量大于小端擴張量,使得刀柄和主軸的接觸面積減少,工具系統的徑向剛度,定位精度下降。

2、在高速旋轉下(特別是轉速超過8000rpm后),在離心力作用下刀柄向外的擴張量與主軸孔的擴張量差異明顯,而且在孔口部位擴張量的差異要大于刀柄尾部,在拉桿的作用下,刀柄向后移動導致軸向位置發生變化,影響了加工精度和刀具穩定切削條件。并且主軸停車后,刀柄和主軸徑向彈性回復,容易使刀柄卡死在主軸中,很難拆卸。

3、主軸的膨脹還會引起刀具及夾緊機構質心的偏離,從而影響主軸的動平衡。

4、刀柄為實心長錐柄結構,因此質量大,在加工中心上應用時,換刀速度較慢,導致非加工時間較長。