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刀柄種類與特點(diǎn)解析助力實(shí)現(xiàn)高精度加工

2025.6.30

在加工中心進(jìn)行加工時(shí)，需要根據(jù)加工內(nèi)容合理選用切削刀具，而用于將刀具安裝到加工中心上的部件稱為刀柄。刀柄有多種類型，為實(shí)現(xiàn)高精度加工，選擇合適的刀柄至關(guān)重要。本文將介紹主要刀柄的種類、特點(diǎn)及安裝時(shí)的注意事項(xiàng)。

什么是刀柄
代表性刀柄的種類與特點(diǎn)
其他刀柄的種類與特點(diǎn)
工具安裝到刀柄時(shí)的注意事項(xiàng)
選擇合適的刀柄從而實(shí)現(xiàn)高精度加工

什么是刀柄

刀柄是加工中心進(jìn)行加工時(shí)不可或缺的部件。首先將介紹刀具刀柄的基本作用和分類。

刀柄是用于將刀具安裝到加工中心等設(shè)備的部件

刀柄是指在將立銑刀、鉆頭等切削刀具安裝到加工中心等設(shè)備上時(shí)，用于夾持刀具的部件。

首先，加工中心的主軸接口形狀由ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可使用的刀具軸徑也有明確限制。但為了完成多樣化的加工任務(wù)，須配合固定不同粗細(xì)、長度和形狀的刀具，因此刀具刀柄成為不可或缺的部件。

其次，刀柄的作用不僅限于固定刀具，通過將刀柄與延長桿或刀頭組合，還可以構(gòu)建適合特定加工需求的刀具系統(tǒng)。

此外，刀柄的形狀也遵循ISO標(biāo)準(zhǔn)。在日本，BT標(biāo)準(zhǔn)較為常見，而其他國家則有各自主流的標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，刀具軸徑越大，刀柄的直徑也會(huì)相應(yīng)加粗。

大致可分為兩類

刀具刀柄可進(jìn)一步細(xì)分為 “刀柄”和“刀桿”兩類。關(guān)于刀柄的細(xì)節(jié)將在后文詳述，其刀具夾持部分為承接式結(jié)構(gòu)。

而刀桿的刀具夾持部分為插合式結(jié)構(gòu)，用于固定銑刀、側(cè)銑刀等外徑較大的圓盤狀及圓筒狀刀具。與刀柄不同的是，刀桿的軸徑、長度及鍵槽尺寸等參數(shù)已按不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，這是其顯著特征。

代表性刀柄的種類與特點(diǎn)

刀柄中最主要的類型包括“彈簧刀柄”、“強(qiáng)力銑削刀柄”、“熱縮刀柄”、“液壓刀柄”、“側(cè)固式刀柄”五種。以下分別介紹其概況與特點(diǎn)。

彈簧刀柄

彈簧刀柄是刀柄中最常見的類型，常用于鉆頭、鉸刀、絲錐、小徑立銑刀等刀具。

由彈簧夾頭（Collet）和夾頭單元（Collet Unit）組成，通過擰緊螺母推動(dòng)夾頭收縮，夾緊刀具柄部。

彈簧夾頭按刀具軸徑以0.5mm為間隔分級，需根據(jù)刀具軸徑選擇合適規(guī)格。需注意的是，其夾持力低于其他刀柄，不適合固定較粗的刀具。

銑削刀柄

銑削刀柄是用于夾持立銑刀等大直徑刀具的刀柄，又稱 “滾柱夾頭（Roll Chuck）”。其內(nèi)部通過細(xì)棒狀滾柱（滾針）夾緊刀具，具有夾持力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于需要較大切削力的加工場景，如使用大直徑立銑刀時(shí)。

銑削刀柄可使用的刀具直徑由夾頭孔徑?jīng)Q定。但由于夾緊后夾頭孔徑僅收縮數(shù)十微米，因此要求刀具柄徑具有較高精度。此外，夾頭本身尺寸較大，會(huì)增加刀具整體長度，且抗彎剛性略低。

熱縮刀柄

熱縮刀柄通過加熱刀柄孔使其膨脹，待其冷卻后固定刀具，無需機(jī)械夾緊結(jié)構(gòu)。由于利用熱膨脹原理固定刀具，刀柄可設(shè)計(jì)得較細(xì)，以避免加工時(shí)與工件發(fā)生干涉。

此外，熱縮刀柄需通過專用設(shè)備安裝，因此能夠確保安裝質(zhì)量。其安裝精度、剛性、夾持力均表現(xiàn)優(yōu)異，較適用于高精度加工。
而且，由于刀柄能夠設(shè)計(jì)得更為緊湊，刀具對工件的接近能力得到顯著提升。
但因其采用熱固定方式，夾頭的加熱和冷卻需要一定時(shí)間。此外，其適用的刀具柄徑固定，故，刀具的選擇范圍受到限制。

液壓刀柄（油壓刀柄）

液壓刀柄是內(nèi)部設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)的刀柄。其通過扳手?jǐn)Q緊壓縮內(nèi)部液壓油，使刀具夾持面膨脹從而夾緊刀具，因此也被稱為“油壓刀柄”。

液壓刀柄與熱縮刀柄同樣具備前端緊湊的優(yōu)點(diǎn)，且無需熱縮設(shè)備，操作比彈簧刀柄更便捷。同時(shí)，由于液壓油包裹刀柄軸頸，減振效果較好。但使用過程中，油液溫度變化可能會(huì)影響性能，且其壽命相對較短，需注意維護(hù)。

側(cè)固式刀柄

側(cè)固式刀柄，顧名思義是通過側(cè)面螺釘固定刀具的刀柄。其夾持力優(yōu)異，適合固定大直徑刀具，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的特點(diǎn)。
需注意的是，由于其采用螺釘固定，剛性較低，容易產(chǎn)生振動(dòng)。

其他刀柄的種類與特點(diǎn)

前文介紹的刀柄均為插入式固定刀具的類型，同時(shí)也有與刀具一體化的刀柄。以下將介紹其中常用的兩種一體刀柄。

前端可換式一體刀柄

前端可換式一體刀柄，顧名思義是刀柄與前端刀具一體化的刀柄，通過更換刀具，同一尺寸的刀柄可應(yīng)對多種加工需求。由于刀具通過螺紋擰入刀柄內(nèi)，可縮短工具整體長度，進(jìn)而提升加工能力。

然而，一旦刀具破損，可能會(huì)有螺紋部分殘留在刀柄內(nèi)，導(dǎo)致刀柄無法使用。此外，刀具的互換性略有不足也是其缺點(diǎn)之一。近年來，多家刀具制造商雖已推出一體型刀柄，但可安裝的刀具因制造商而異，因此較難實(shí)現(xiàn)在A公司的前端可換式一體刀柄上安裝B公司的刀具。

刃尖（刀片）可換式一體刀柄

刃尖（刀片）可換式一體刀柄同樣為前端與刀柄一體化設(shè)計(jì)，但其區(qū)別在于僅可更換刃尖（刀片）。由于采用一體化設(shè)計(jì)，可縮短工具整體長度，且切削性能相比典型刀柄更高。

刃尖可換式一體刀柄尤其在 BT30機(jī)床上使用時(shí)效果顯著。BT30機(jī)床整體設(shè)計(jì)緊湊，因此相比其他規(guī)格機(jī)床，其刀柄尺寸較小，與主軸的連接強(qiáng)度也較弱。但是，使用可縮短工具長度的刃尖可換式一體刀柄，能夠抑制加工時(shí)的振動(dòng)，進(jìn)而有望提升加工能力。若貴公司正在使用BT30規(guī)格機(jī)床，不妨考慮采用該類型的刀柄。