刀柄系统

加工中心的主轴锥孔通常分为两大类，即锥度为7:24的通用系统和1:10的HSK真空系统。

7:24锥度的通用刀柄锥度为7:24的通用刀柄通常有五种标准和规格，即NT（传统型）、DIN 69871（德国标准）、IS0 7388/1 （国际标准）、MAS BT（日本标准）以及ANSI/ASME（美国标准）。

NT型刀柄德国标准为DIN 2080，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。

目前国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型两种刀柄。

DIN 69871型的刀柄可以安装在DIN 69871型和ANSI/ASME主轴锥孔的机床上，IS0 7388/1型的刀柄可以安装在DIN 69871型、IS0 7388/1 和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。

（1）DIN 2080型（简称NT或ST）DIN 2080是德国标准，即国际标准ISO 2583 ，是我们通常所说NT型刀柄，不能用机床的机械手装刀而用手动装刀。

（2）DIN 69871 型（简称JT、DIN、DAT或DV）DIN 69871 型分两种，即DIN 69871 A/AD型和DIN 69871 B型，前者是中心内冷，后者是法兰盘内冷，其它尺寸相同。

（3）ISO 7388/1 型（简称IV或IT）其刀柄安装尺寸与DIN 69871 型没有区别，但由于ISO 7388/1 型刀柄的D4值小于DIN 69871 型刀柄的D4值，所以将ISO 7388/1型刀柄安装在DIN 69871型锥孔的机床上是没有问题的，但将DIN 69871 型刀柄安装在ISO 7388/1型机床上则有可能会发生干涉。

（4）MAS BT 型（简称BT）BT型是日本标准，安装尺寸与DIN 69871、IS0 7388/1 及ANSI 完全不同，不能换用。

金属切削加工已进入了一个以高速切削为代表的新的发展阶段，由于高速切削加工能极大地提高材料的切除率和零件的加工质量，降低加工成本，因而成为当今金属切削加工的发展方向之一。

高速切削刀具技术是高速切削加工的一个关键技术，它包括高速切削刀具材料、刀柄系统、刀具系统动平衡技术、刀具监测技术等。

一.高速切削加工对刀具系统的要求所谓刀具系统是指由刀柄、夹头和切削刀具所组成的完整的刀具体系，刀柄与机床主轴相连，切削刀具通过夹头装入刀柄之中。

要使刀具系统能在高速下进行切削加工，应满足以下基本条件：1.1较高的系统精度系统精度包括系统定位夹持精度和刀具重复定位精度，前者指刀具与刀柄、刀柄与机床主轴的连接精度；后者指每次换刀后刀具系统精度的一致性。

刀具系统具有较高的系统精度，才能保证高速加工条件下刀具系统应有的静态和动态稳定性。

1.2较高的系统刚度刀具系统的静、动刚度是影响加工精度及切削性能的重要因素。

刀具系统刚度不足会导致刀具系统振动，从而降低加工精度，并加剧刀具的磨损，降低刀具的使用寿命。

1.3较好的动平衡性高速切削加工条件下，微小质量的不平衡都会造成巨大的离心力，在加工过程中引起机床的急剧振动。

因此，高速刀具系统的动平衡非常重要。

二.数控铣削刀具系统标准数控镗铣类刀具系统采用的标准有国际标准（ ISO 7388 ）、德国标准（ DIN 69871 ）、美国标准（ ANSI/ASME B5.50 ）、日本标准（ MAS 403 ，其高速刀柄采用 HSK 标准）和中国标准（ GB10944-89 ）等。

由于标准繁多，我们在机床使用时务必注意，所具备的刀具系统的标准必须与所使用的机床相适应。

三.刀柄的选择数控铣床使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在主轴上，由刀柄夹持传递速度、扭矩，如图4-5 所示。

刀柄的强度、刚性、耐磨性、制造精度以及夹紧力等对加工有直接的影响。

常见刀柄如下图:1.传统刀柄标准7/24锥联结目前，在数控铣床、数控镗床和加工中心上使用的传统刀柄是标准7:24锥度实心长刀柄。

刀柄系统和拉钉刀柄系统和拉钉加工中心的主轴锥孔通常分为两大类：即锥度为7:24的通用系统和1:10的锥柄系统。

一. 1:10的锥柄系统。

1:10的锥柄系统有几种,比较有影响的有德国的HSK真空刀柄（标准DIN69873）和一些大的公司的企业标准与日本的NC5实心刀柄。

HSK真空刀柄靠刀柄的弹性变形，不但刀柄的1:10锥面与机床主轴孔的1:10锥面接触，而且使刀柄的法兰盘面与主轴面也紧密接触，1∶10空心工具锥柄目前已有国家标准GB19449.1－2004（带有法兰接触面的空心圆锥接口第1部分：柄部—尺寸）。

它等同采用了国际标准ISO12164－1：2001的内容。

原德国标准DIN69893－1：1996已被新的标准DIN69873－1：2003代替，新的德国标准也等同采用了国际标准ISO12164－1：2001的内容。

其它常见结构的1∶10工具锥柄基本采用企业标准，具有垄断性，如美国肯纳公司的KM型系列、瑞典山特维克公司的Capto 系列、德国瓦尔特公司的NOVEX系列等。

这种双面接触系统在高速加工、连接刚性和重合精度上均优于7:24的通用刀柄系统，但也有其缺点，如加工困难、刀具悬伸大而影响刀具刚性、刀柄重磨困难等。

日本的NC5刀柄采用的是实心结构。

二．7:24的通用系统。

锥度为7:24的通用刀柄通常有四种国际标准和规格：IS0 7388/1-1983（E）（等同于DIN69871.A和GB/T10944-1989）；DIN 69871（德国标准）；ANSIB5.50CAT（美国标准）；MAS403BT（日本标准）。

1）.IS0 7388/1-1983（E）（等同于DIN69871.A和GB/T10944-1989）：该标准的刀柄的国内代号是JT，如JT30、JT40、JT50等。

中国国家标准GB10944－89是参照采用国际标准ISO88/1：1983制定的，除对极个别项目数据进行了圆整（如尾部螺纹底孔深度13）或未规定数据（如法兰上的键槽根底倒角）外，其它数据完全相同。

数控刀具中刀柄的应用知识加工中心的主轴锥孔通常分为两大类，即锥度为7:24的通用系统和1:10的HSK真空系统。

一、7:24锥度的通用刀柄7:24锥度的通用刀柄锥度为7:24的通用刀柄通常有五种标准和规格，即NT （传统型）、DIN 69871（德国标准）、IS0 7388/1 （国际标准）、MAS BT（日本标准）以及ANSI/ASME（美国标准）。

NT型刀柄德国标准为DIN 2080，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。

目前国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型两种刀柄。

DIN 69871型的刀柄可以安装在DIN 69871型和ANSI/ASME主轴锥孔的机床上， IS0 7388/1型的刀柄可以安装在DIN 69871型、IS0 7388/1 和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。

（1）DIN 2080型（简称 NT或ST）DIN 2080是德国标准，即国际标准ISO 2583 ，是我们通常所说NT型刀柄，不能用机床的机械手装刀而用手动装刀。

（2） DIN 69871 型（简称JT、 DIN、DAT或DV）DIN 69871 型分两种，即DIN 69871 A/AD型和 DIN 69871 B型，前者是中心内冷，后者是法兰盘内冷，其它尺寸相同。

（3） ISO 7388/1 型（简称 IV或IT）其刀柄安装尺寸与DIN 69871 型没有区别，但由于ISO 7388/1 型刀柄的D4值小于DIN 69871 型刀柄的D4值，所以将ISO 7388/1型刀柄安装在DIN 69871型锥孔的机床上是没有问题的，但将DIN 69871 型刀柄安装在ISO 7388/1型机床上则有可能会发生干涉。

（4） MAS BT 型（简称 BT）BT型是日本标准，安装尺寸与 DIN 69871、IS0 7388/1 及ANSI 完全不同，不能换用。

标准目前主要标准有BT、SK、CAPTO、BBT、HSK等几种规格的主轴型号。

BT，BBT，均为日本标准，现也是普遍使用的一种标准。

SK（DIN6987）德国标准传统刀柄，有ER型，强力型，侧固型，平面铣刀型，钻夹头，莫氏锥柄现代有液压刀柄，热胀刀柄，PG（冷压）型。

HSK刀柄简介在高速切削加工已成为机械加工制造技术重要的环节。

传统的BT刀具系统的加工性能已难以满足高速切削的要求。

目前高速切削应用较广泛的有德国的HSK （德文Hohl Shaft Kegel缩写）刀具系统、美国的KM 刀具系统、日本的NC5、BIG-PLUS刀具系统等以上皆属于两面拘束刀柄。

而刀具系统能在高速下进行切削加工，应满足以下基本条件：1. 较高的系统精度系统精度包括系统定位夹持精度和刀具重复定位精度，前者指刀具与刀柄、刀柄与机床主轴的连接精度；后者指每次换刀后刀具系统精度的一致性。

刀具系统具有较高的系统精度，才能保证高速加工条件下刀具系统应有的静态和动态稳定性。

2. 较高的系统刚度刀具系统的静、动刚度是影响加工精度及切削性能的重要因素。

刀具系统刚度不足会导致刀具系统振动，从而降低加工精度，并加剧刀具的磨损，降低刀具的使用寿命。

3. 较好的动平衡性高速切削加工条件下，微小质量的不平衡都会造成巨大的离心力，在加工过程中引起机床的急剧振动。

因此，高速刀具系统的动平衡非常重要。

二、HSK工具系统标准的制订从1987年开始，由德国阿亨工业大学机床实验室以及一些工具制造厂、机床制造厂、用户企业等30多个单位成立了专题工作组，在M.Weck 教授领导下开始了新型工具系统的研究开发工作。

经过第一轮研究，工作组于1990年7月向德国工业标准组织提交了「自动换刀空心柄」标准建议。

德国于1991年7月公布了HSK刀具系统的DIN标准草案，并向国际标准化组织建议制定相关ISO标准。

1992年5月，国际标准化组织ISOT/TC29（工具技术委员会）决定暂不制订自动换刀空心柄的ISO标准。

金属切削刀具基本知识 Last updated on the afternoon of January 3, 2021秦皇岛技师学院机械安装与维修系金属切削刀具基本知识郝赫（编）金属切削刀具基本知识1 金属切削的基本要素机械制造过程概述机器是由零件、组件、部件等组成的，一台机器的制造过程包含了从零件、部件加工到整机装配的全过程，这一过程可以用图1所示的系统图来表示。

首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件，它们都是由毛坯经过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当加工方法，加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。

其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件，部件是由若干组件、套件和零件在一个基准零件上装配而成的，部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能，这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。

部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的，部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。

最后，在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器，我们把零件和部件装配成最终机械产品的过程称为总装过程，总装过程是依据总装工艺文件进行的，在产品总装后，还要经过检测、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品，如一辆汽车就是经过这样的机械制造过程而生产出来的。

图1 机械制造过程的构成机械加工工艺系统从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器，因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。

零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种切削加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得在形状、尺寸和表面质量都符合要求的这种加工方法称为金属切削加工。