陈世平 李青锋

(重庆理工大学汽车学院，重庆 400054)

高速切削加工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和工具系统两个方面。在工具系统方面，传统的BT工具系统采用7∶24锥度实心长刀柄结构已不能满足高速切削加工的要求，必须研发各种新型结构的工具系统，如现采用较多的HSK工具系统、KM工具系统等。BT工具系统与HSK工具系统由于结构不同，其高速切削加工性能相差甚远，BT工具系统几乎不能用于高速切削加工。

1 BT与HSK工具系统的结构特点

BT刀柄为7∶24锥度实心长刀柄结构，如图1所示。该刀柄在机床主轴锥孔安装时仅靠锥面实现径向定位和轴向定位，并用拉杆拉紧。在普通切削加工的转速下，刀柄与主轴间无变化。但在主轴高速旋转状态时，在巨大离心力的作用下，由于刀柄与主轴孔的膨胀量不一致，导致主轴与刀柄锥面接触面积减少。同时，在夹紧机构的拉杆拉力的作用下，刀柄的轴向位置会发生变化，刀柄将内陷主轴孔内，刀柄、刀具以及夹头的质心也发生偏移，从而使刀柄的锥度连接刚度和定位精度下降，影响了工具系统整体的不平衡和刀具稳定切削条件。另外，当机床停机后，刀柄内陷于主轴孔内将很难拆卸。

HSK刀柄采用了锥度1∶10的空心短锥柄结构，可进行锥面(径向)和法兰端面(轴向)双面定位，实现与主轴的刚性连接，如图2所示。当刀柄在机床主轴锥孔上安装时，空心短锥柄与主轴锥孔能完全接触，起到定心作用。……