铣刀夹头、弹簧夹头、液压刀柄、热装刀柄对比

1 数控机床常用刀柄的分类与普通加工方法相比，数控加工对刀具的刚度、精度、耐用度及动平衡性能等方面要求更为严格。

刀具的选择要注重工件的结构与工艺性分析，结合数控机床的加工能力、工件材料及工序内容等因素综合考虑。

数控加工常用刀柄主要分为钻孔刀具刀柄、镗孔刀具刀柄、铣刀类刀柄、螺纹刀具刀柄和直柄刀具类刀柄(立铣刀刀柄和弹簧夹头刀柄)。

2 数控机床常用刀柄的选择刀柄结构形式数控机床刀具刀柄的结构形式分为整体式与模块式两种。

整体式刀柄其装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是一体的。

这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差。

为适应零件与机床的变换，用户必须储备各种规格的刀柄，因此刀柄的利用率较低。

模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统，其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成。

针对不同的加工零件和使用机床，采取不同的组装方案，可获得多种刀柄系列，从而提高刀柄的适应能力和利用率。

刀柄结构形式的选择应兼顾技术先进与经济合理：①对一些长期反复使用、不需要拼装的简单刀具以配备整体式刀柄为宜，使工具刚性好，价格便宜(如加工零件外轮廓用的立铣刀刀柄、弹簧夹头刀柄及钻夹头刀柄等)；②在加工孔径、孔深经常变化的多品种、小批量零件时，宜选用模块式刀柄，以取代大量整体式镗刀柄，降低加工成本；③对数控机床较多尤其是机床主轴端部、换刀机械手各不相同时，宜选用模块式刀柄。

由于各机床所用的中间模块(接杆)和工作模块(装刀模块)都可通用，可大大减少设备投资，提高工具利用率。

刀柄规格数控刀具刀柄多数采用7：24 圆锥工具刀柄，并采用相应型式的拉钉拉紧结构与机床主轴相配合。

刀柄有各种规格，常用的有40 号、45 号和50 号。

目前在我国应用较为广泛的有ISO7388-1983、GB10944-1989、MAS403-1982、ANSI/ASME B5.50-1985 等，选择时应考虑刀柄规格与机床主轴、机械手相适应。

刀柄的规格数量整体式的TSG 工具系统包括20 种刀柄，其规格数量多达数百种，用户可根据所加工的典型零件的数控加工工艺来选取刀柄的品种规格，既可满足加工要求又不致造成积压。

浅谈刀柄的种类与特点伟泽作百家号06-2904:50刀柄作为连接机床和刃具的重要“桥梁”，关系着加工精度、刃具寿命、加工效率等的优劣，最终影响加工质量与加工成本。

因此，如何正确选择一把合适的刀柄就显得非常重要。

由于各种加工的要求不尽相同，与之相呼应是不同夹紧方式的刀柄。

在这里，对各种刀柄的普遍特点做简单介绍。

（一）弹簧刀柄工作原理：利用有锥度的弹簧夹套在轴向移动（锁紧）的过程中逐渐收缩，实现夹紧刃具。

适用范围：钻头、铰刀、精加工立铣刀等特点：夹持范围大；通用性好；精度高（仅限部分厂家）。

关键点：弹簧夹套是否能够完美均匀收缩是决定跳动精度的关键因素之一；轴承式螺母可大幅降低锁紧时对夹套的扭力。

弹簧夹套在4D处跳动精度级别代表20μm以内普通级普通ER夹套10μm以内精密级精密ER夹套5μm以内超精密少数厂家3μm以内顶级高精度NBC夹套（二）液压刀柄工作原理：利用液压使刀柄内径收缩实现夹紧刃具。

适用范围：立铣刀、硬质合金钻头、金刚石铰刀等的高精度加工。

特点：操作方便，只需1根T型扳手即可拧紧，属于所有刀柄中夹持方式最简单的；精度稳定，扭紧力不直接作用于夹持部分，即使新入职的操作人员也可以稳定装夹；完全防水、防尘；防干涉性能好，市面上部分细长型液压刀柄，已可媲美热缩刀柄的防干涉性能。

（三）热缩刀柄工作原理：利用刀柄和刃具的热膨胀系数之差，实现夹紧刃具。

适用范围：干涉条件要求较高的加工场合。

特点：防干涉性好；夹持范围小，只能夹持一个尺寸的刃具；初期跳动精度较好（随着加热次数的增加下降较快）；需专门的加热冷却装置，安全性差，对操作人员要求高。

（四）强力铣刀柄工作原理：通过螺母压迫刀柄本体收缩，实现夹持刃具。

适用范围：立铣刀的重切削。

特点：高刚性；夹持力强，是所有夹持类刀柄中夹持力最大的。

防干涉性不好；（最近也有厂家推出了螺母外径仅为32mm的强力铣刀柄）跳动精度一般，普遍在0.02mm以下，但也有厂家做到了5~10μm。

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对刀柄重要的要求就是高速加工时的夹持力度、径向跳动精度和平衡质量，这些都能减少振动。

刀柄的径向跳动精度要小于0.003毫米。

为支持机床的线性传动，主轴、刀柄和刀具的总重量越小，对获得优良切削效果越有利。

根据刀柄对切削结果的影响，客户对刀柄的要求也通常很明确，并且市场上有很多种类的刀柄能够满足这些要求。

我们将特别关注以下四种刀柄：液压刀柄；应力锁紧式刀柄；通用刀柄；热缩刀柄。

液压刀柄液压刀柄可以用于大多数刀具夹持。

与传统的刀柄相比，液压刀柄使用不同的夹持方式来夹紧刀具。

夹持力是通过一个螺钉来实现的(一个螺钉、一个活塞和套筒)。

通过转动螺钉就可以在刀柄内产生均匀的液压。

这个压力通过一个套筒来传递的，而套筒被用来夹持刀具。

使用这个夹持系统，可以实现径向跳动精度( ≤ 3mm)和极高的重复夹紧精度( ≤ 3mm)。

因为刀具被夹持在一个液压镗里，里面装的是油，刀柄能够提供优良的减震效果。

进而避免了由刀具振动带来的材料碰撞，用户可以得到更好的工件表面质量和更长的刀柄使用寿命。

这些刀柄不仅具有免维护和防灰尘的性能，还有使用方便和对刀具夹持安全的性能。

应力锁紧式刀柄应力锁紧系统是一种设计非常精巧的装置，但是它工作原理却很简单：用一个多边形孔的三个不同部位部分来夹紧切削刀具。

对于高速加工来说，从刀柄可以通过刀夹的弹性形变来夹紧时起，应力锁紧夹持刀具就变成了一种非常重要的解决方案。

这款刀柄的主要优势就在于它细长的外形设计。

车床弹簧夹头种类第一种是机械式弹簧夹头。

这种夹头主要通过机械原理来实现夹紧工件或工具的目的。

它通常由弹簧、夹具和夹紧杆组成。

当夹紧杆受到外力作用时，弹簧会将夹具夹紧在工件上，从而实现固定工件的作用。

这种弹簧夹头使用方便，操作简单，适用于一般的车床加工。

第二种是液压式弹簧夹头。

这种夹头是通过液压原理来实现夹紧工件或工具的目的。

它通常由液压缸、油泵和油管组成。

当液压缸受到液压油的压力作用时，夹具会夹紧在工件上，从而达到固定工件的作用。

液压式弹簧夹头具有夹紧力大、精度高、稳定性好等优点，适用于要求较高的车床加工。

第三种是气动式弹簧夹头。

这种夹头是通过气动原理来实现夹紧工件或工具的目的。

它通常由气缸、空气泵和气管组成。

当气缸受到气压的作用时，夹具会夹紧在工件上，从而实现固定工件的作用。

气动式弹簧夹头具有夹紧速度快、操作简单、维护方便等优点，适用于需要频繁夹紧和松开工件的车床加工。

除了以上几种主要的车床弹簧夹头之外，还有一些特殊的弹簧夹头，例如电动式弹簧夹头、液压-气动复合式弹簧夹头等，它们结合了不同的原理和技术，可以更好地适应特定的加工要求。

在选择车床弹簧夹头时，需要根据加工对象的大小、形状、材料以及工艺要求来确定合适的夹头类型。

同时还要考虑夹紧力大小、夹紧范围、夹紧精度、夹紧速度等因素，以确保夹头能够满足加工的要求。

总的来说，车床弹簧夹头种类繁多，每种夹头都有其特定的优点和适用范围。

在实际的车床加工中，根据具体的加工需求来选择合适的弹簧夹头，可以提高加工效率和加工质量，从而更好地满足用户的需求。

加工中心刀柄的种类和用途刀柄是机床和刀具的连接体，刀柄是影响同心度和动平衡一个关键环节，千万不能将它当成一般的部件来看待。

同心度可以决定刀具在旋转一周的情况下各切刃部分的切削量是否均匀；在主轴旋转时动不平衡将产生周期性的震动。

今天和大家聊一聊关于加工中心刀柄的知识。

如今数控机床在工厂里得到了广泛的应用，这些机床和使用的工具来自世界各地，有着不同的型号和标准。

你知道加工中心BT 刀柄中的7：24是什么意思吗？你又知道BT、NT、JT、IT、CAT是什么标准吗？往下看↓↓一、根据主轴锥孔分两大类按加工中心主轴装刀孔的锥度通常分为两大类：①锥度为7：24的SK通用刀柄；②锥度为1：10的HSK真空刀柄。

1、锥度为7：24的SK通用刀柄7：24指的是刀柄锥度为7：24，为单独的锥面定位，锥柄较长。

锥体表面同时要起两个重要作用，即刀柄相对于主轴的精确定位以及实现刀柄夹紧。

优点：不自锁，可以实现快速装卸刀具；制造刀柄只要将锥角加工到高精度即可保证连接的精度，所以刀柄成本相对较低。

缺点：在高速旋转时主轴前端锥孔会发生膨胀，膨胀量的大小随着旋转半径与转速的增大而增大，锥度连接刚度会降低，在拉杆拉力的作用下，刀柄的轴向位移也会发生改变。

每次换刀后刀柄的径向尺寸都会发生改变，存在着重复定位精度不稳定的问题。

锥度为7：24的通用刀柄通常有五种标准和规格：①国际标准 IS0 7388/1 （简称IV或IT）；②日本标准 MAS BT（简称BT）；③德国标准 DIN 2080型（简称 NT或ST）；④美国标准 ANSI/ASME（简称CAT）；⑤DIN 69871 型（简称JT、DIN、DAT或者DV）；拉紧方式：NT型刀柄是在传统型机床上通过拉杆将刀柄拉紧，国内也称为ST；其它四种刀柄均是在加工中心上通过刀柄尾部的拉钉将刀柄拉紧。

通用性：①目前国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和日本MAS BT 型两种刀柄；②DIN 69871型的刀柄还可以安装在ANSI/ASME主轴锥孔的机床上；③国际标准IS0 7388/1型的刀柄还可以安装在DIN 69871型、ANSI/ASME主轴锥孔的机床上，所以就通用性而言，IS0 7388/1型的刀柄是最好的。

关于刀柄的选型很多时候面临机床刀柄的更换采购，或者工艺的改进要重新选购刀柄的时候，采购对于刀柄的选型总是特别迷茫。

如果之前购买过，按图索骥，那么这个采购还相对简单，只要找准对应的品牌就可以了。

但有时候要面临选型的困难的时候，我们就要先了解一下刀柄的基础知识。

首先我们要了解刀柄的标准和分类，由于各个国家在工业进程的情况各有不同，在各种不同的情形和局势下，为了保证自身的技术能力，刀柄的标准在日本，德国，美国这几个工业发展时间比较早，工业能力比较先进的国家，他们分别拥有自己的标准刀柄日本标准BT 刀柄，德国标准SK刀柄，；美国标准CAT刀柄。

后面由于经济发展的国际化，欧盟由德国主导拥有了欧盟标准HSK刀柄；全球则有了国际标准ISO。

而这些标准按主轴锥孔锥度分，则可以分为锥度为7:24的通用刀柄和1:10的HSK真空刀柄。

按夹持种类分，则分为液压刀柄、应力锁紧式刀柄、通用刀柄、热装刀柄。

了解完了刀柄的标准和种类，我们再说一下他的作用。

刀柄是连接机床主轴与刀具的重要桥梁。

虽然刀柄的价值与成套设备的价值相比是微不足道的，但它却是连接机床主轴与刀具的重要桥梁，对于加工质量的好坏产生着重要的影响。

在现代越来越多的大型高速加工设备被应用到实际生产中，如何选择合适的刀柄以适应逐渐提高的机床主轴转速，加工出高精度的模具型面，显得尤为重要，技术人员必须综合考虑刀柄的各种特性，尤其是在高速运转条件下的夹紧力和径向跳动误差精度及其动平衡质量，这样有利于降低刀具本身存在的振动。

下面我们按刀柄的夹持种类剖析一下各个种类的刀柄的优缺点。

液压刀柄液压刀柄是一种应用很广泛的刀柄。

此种刀柄的夹持方式有别于传统刀柄系统。

拧紧只需用一个加压螺栓，当螺栓拧紧时便会推动活塞的密封块在刀柄内产生的一个液压油压力，该压力均匀地从圆周方向传递给钢制膨胀套，膨胀壁再将刀具夹紧。

采用这一刀具夹紧系统，可使系统径向跳动误差精度和重复定位精度控制在3μm以下。