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主要標(biāo)準(zhǔn)有BT、SK、CAPTO、BBT、HSK等幾種規(guī)格的主軸型號。

BT,BBT,均為日本標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)也是普遍使用的一種標(biāo)準(zhǔn)。

SK（DIN6987）德國標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)刀柄,有ER型,強(qiáng)力型,側(cè)固型,平面銑刀型,鉆夾頭,莫氏錐柄

現(xiàn)代有液壓刀柄,熱脹刀柄,PG（冷壓）型。

BT,SK,是一種簡單的,流行的主軸刀柄連接標(biāo)準(zhǔn),主要有BT30,BT40,BT50,SK30。。。等。模具行業(yè),及高速雕刻機(jī),用到比較多,HSK型性屬于,后期的高速所需誕生的。HSK-E型,F型,都可以在三四萬轉(zhuǎn)的情況下,正常加工,為高精度的工件,提供了保障。日系標(biāo)準(zhǔn),BIG的刀柄是比較好的,歐系的REGO-FIX AG比較好。

HSK刀柄

HSK工具系統(tǒng)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(xiàn)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(bǔ)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(yīng)用越來越普遍。[1]

KM刀柄

該刀柄的結(jié)構(gòu)與HSK刀柄相似,也是采用了空心短錐結(jié)構(gòu),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(qū)別在于使用的夾緊機(jī)構(gòu)不同,KM的夾緊結(jié)構(gòu)已申請了美國專利,它使用的夾緊力更大,系統(tǒng)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(yīng)用),所以相比之下顯得單薄,有些零件的強(qiáng)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(jié)構(gòu)的專利保護(hù)限制了該系統(tǒng)的迅速推廣應(yīng)用。

NC5刀柄

它也采用了空心短錐結(jié)構(gòu),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(qū)別在于刀柄沒有采用薄壁結(jié)構(gòu),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(bǔ)償?shù)侗�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(dá)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(bǔ)償能力較強(qiáng),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(nèi)僅有一個安裝拉釘?shù)?a href="/baike/list_5992.html">螺釘孔,孔壁較厚,強(qiáng)度高,可采用增壓夾緊機(jī)構(gòu),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(chǎn)的CAPTO刀柄。這種刀柄的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),采用錐面與端面同時接觸定位。三棱圓錐結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)兩個方向都無滑動的轉(zhuǎn)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(xiàn)有刀柄不兼容,配合會自鎖。

HSK刀柄采用短錐面和法蘭端面同時定位,刀柄為中空結(jié)構(gòu),短錐體錐度為1：10, 刀柄與主軸之間通過膨脹式彈性夾頭鎖緊。HSK刀柄在工作過程中的失效形式主要有兩種：一是由于刀柄材料強(qiáng)度不足,在巨大離心負(fù)荷作用下發(fā)生破壞； 二是由于高速旋轉(zhuǎn)降低動態(tài)夾緊力,使夾緊系統(tǒng)不能提供足夠的夾緊力以確保切削加工的順利進(jìn)行。因此,對HSK刀柄臨界使用轉(zhuǎn)速的計算應(yīng)該從材料強(qiáng)度和夾緊力兩方面進(jìn)行分析。

半個多世紀(jì)以來,加工中心上一直采用7/24錐度的BT刀柄實現(xiàn)刀具與機(jī)床主軸的連接。標(biāo)準(zhǔn)的7/24錐面聯(lián)結(jié)有許多優(yōu)點,如：可實現(xiàn)快速裝卸刀具；刀柄的錐體在拉桿軸向拉力的作用下,緊緊地與主軸的內(nèi)錐面接觸,實心的錐體直接在主軸的錐孔內(nèi)支撐刀具,可以減小刀具的懸伸量；只有一個尺寸需加工到很高的精度,所以成本較低而且可靠。然而,隨切削高速化的發(fā)展,刀具要在比以前高得多的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行切削加工,BT刀柄的連接性能就出現(xiàn)以下主要不足,圖3是高速加工時BT工具系統(tǒng)工作示意圖：

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

2、在高速旋轉(zhuǎn)下(特別是轉(zhuǎn)速超過8000rpm后),在離心力作用下刀柄向外的擴(kuò)張量與主軸孔的擴(kuò)張量差異明顯,而且在孔口部位擴(kuò)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(dǎo)致軸向位置發(fā)生變化,影響了加工精度和刀具穩(wěn)定切削條件。并且主軸停車后,刀柄和主軸徑向彈性回復(fù),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(jī)構(gòu)質(zhì)心的偏離,從而影響主軸的動平衡。

4、刀柄為實心長錐柄結(jié)構(gòu),因此質(zhì)量大,在加工中心上應(yīng)用時,換刀速度較慢,導(dǎo)致非加工時間較長。