精密的加工中心机床配合先进的切削刀(dāo)具可(kě)提供出色的金属切削生产率。而刀(dāo)柄作為(wèi)切削刀(dāo)具和机床主轴之间的关键性接口，对于实现高生产率至关重要。那么，该如何选择、应用(yòng)和维护最适合生产需求的刀(dāo)柄呢(ne)？

一、工件因素影响刀(dāo)柄选择

影响刀(dāo)柄选择的因素包括每个作业中工件材料的可(kě)加工性以及最终零件的配置，这些因素可(kě)确定到达特定轮廓或特征所需的刀(dāo)柄尺寸。刀(dāo)柄应尽可(kě)能(néng)简单且易于使用(yòng)，以尽量减少操作员出错的可(kě)能(néng)性。

机床的基本构件起着关键作用(yòng) — 具有(yǒu)線(xiàn)性导轨的快速机床将充分(fēn)利用(yòng)专為(wèi)高速应用(yòng)而设计的刀(dāo)柄，而具有(yǒu)箱型槽的机床则為(wèi)重载加工提供支持。多(duō)任務(wù)机床可(kě)同时完成車(chē)削和铣削/钻削工序。

也可(kě)以根据加工策略选择刀(dāo)柄。例如，為(wèi)了在高速切削 (HSC) 工序中或在高性能(néng)切削 (HPC) 应用(yòng)中最大限度地提高生产率，車(chē)间会选用(yòng)不同的刀(dāo)具，前者涉及较浅的切削深度HHS，后者重点关注在功率充足但速度有(yǒu)限的机床上产生较高的金属切除率。

较低的可(kě)重复径向跳动有(yǒu)助于确保恒定的刀(dāo)具啮合量，从而减少振动并最大限度地延長(cháng)刀(dāo)具寿命。平衡至关重要，高质量刀(dāo)柄应在 G2,5-25000 rpm 质量 (1 g.mm) 下达到精密动平衡。加工車(chē)间可(kě)以根据实际情况，或咨询刀(dāo)具供应商(shāng)，确定能(néng)够以经济高效的方式满足其生产需求的刀(dāo)柄系统。

二、每种刀(dāo)柄都都应符合特定的工序要求

无论是简单的侧固式、夹套式、热缩式、机械式还是液压式，刀(dāo)柄都应符合特定的工序要求。

弹簧夹头和可(kě)互换夹套是最常用(yòng)的圆形刀(dāo)柄技术。经济高效的 ER 式提供各种尺寸，并提供足够的夹持力，以实现可(kě)靠的轻铣削和钻削工序。高精度 ER 夹套式刀(dāo)柄具有(yǒu)较低的径向跳动（在刀(dāo)尖处 < 5µm）和可(kě)平衡用(yòng)于高速工序的对称设计，而加强型则可(kě)用(yòng)于重载加工。ER 刀(dāo)柄便于快速转换，可(kě)适应各种刀(dāo)具直径。

热胀刀(dāo)柄可(kě)提供强大的夹紧力，在 3xD 处具有(yǒu) 3 μm 的同心度，且具有(yǒu)极佳的动平衡质量。小(xiǎo)巧的刀(dāo)柄设计可(kě)以很(hěn)好地够到棘手的零件特征。

增强型刀(dāo)柄可(kě)进行中等至重载铣削，但夹持力取决于刀(dāo)杆和刀(dāo)柄的内径公差。热胀式刀(dāo)具需要購(gòu)买特殊加热装置，加热/冷却过程比简单地切换夹套需要更多(duō)的安装时间。

机械铣削夹头通过多(duō)排滚针轴承提供强大的夹持力和高径向刚性。该设计可(kě)实现重载铣削和快速换刀(dāo)，但跳动量可(kě)能(néng)大于夹套系统。机械夹头的尺寸通常大于其他(tā)刀(dāo)柄类型，这可(kě)能(néng)会限制刀(dāo)具够到某些零件特征。

与机械夹头相比，使用(yòng)油压产生夹紧力的液压夹头具有(yǒu)更少的内部构件，因此外形相对更纤细。液压夹头的径向跳动较低，在高主轴转速下可(kě)有(yǒu)效地进行扩孔、钻孔和轻铣削，但对大径向负载敏感。

三、主轴或锥形端决定了扭矩传递能(néng)力及刀(dāo)具对中精度

与刀(dāo)柄如何固定切削刀(dāo)具同样重要的，是如何将刀(dāo)柄安装到机床主轴上。传统 BT、DIN 和 CAT 刀(dāo)柄锥度适用(yòng)于较小(xiǎo)的机床，但在高速加工方面可(kě)能(néng)会受到限制。与刀(dāo)柄锥面和端面双面接触的型号可(kě)提供更高的刚性和精度，尤其是在大悬伸情况下。可(kě)靠传递更大的扭矩需要更大的锥度尺寸。例如，HSK-E32 刀(dāo)柄不能(néng)在重载加工中替代 HSK-A125A。

刀(dāo)柄锥度形式的选择通常因地區(qū)而异。二十世纪九十年代中期，5 轴机床越来越受欢迎，HSK 正是在这期间开始在德國(guó)涌现。CAT 刀(dāo)柄主要用(yòng)于美國(guó)，而在亚洲，BT 刀(dāo)柄非常受欢迎，并且经常為(wèi)锥面/端面双面接触的型号。

HSK 常用(yòng)于 5 轴加工。PSC（多(duō)边形夹紧系统：Capto）和 KM 连接主要用(yòng)于多(duō)任務(wù)机床，采用(yòng) ISO 标准。KM 和 Capto 都是模块化系统，允许通过组合接長(cháng)杆或缩径杆以装配特定長(cháng)度的刀(dāo)具。随着多(duō)任務(wù)机床越来越普遍，能(néng)够在一次装夹中实现車(chē)、铣、钻等加工类型的刀(dāo)柄越来越受欢迎。

四、总结

加工車(chē)间必须重视刀(dāo)柄在加工系统中的重要性，并了解如何将正确的刀(dāo)柄与特定机床、加工策略和工件正确匹配来提高生产率和降低成本。

未来的技术改进将不再局限于刀(dāo)柄本身。使用(yòng)软件和 RFID 标签进行刀(dāo)具管理(lǐ)是基于数据的制造的一个要素，并且正在变得越来越普遍。刀(dāo)柄技术的进步包括配备传感器的刀(dāo)柄，可(kě)实时监控刀(dāo)柄上的力。所收集的数据允许操作员在加工过程中对加工参数进行调整，甚至可(kě)以通过与机器控制单元连接的人工智能(néng) (AI) 自动调整。这些技术和其他(tā)新(xīn)技术将进一步增加刀(dāo)柄在加工工序中的生产贡献值。