加工中心的主軸錐孔通常分為兩大類，即錐度為7:24的通用系統(tǒng)和1:10的HSK真空系統(tǒng)。7:24錐度的通用刀柄錐度為7:24的通用刀柄通常有五種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即NT（傳統(tǒng)型）、DIN 69871（德國標(biāo)準(zhǔn)）、IS0 7388/1 （國際標(biāo)準(zhǔn)） 、MAS BT（日本標(biāo)準(zhǔn)）以及ANSI/ASME（美國標(biāo)準(zhǔn)）。NT型刀柄德國標(biāo)準(zhǔn)為DIN 2080，是在傳統(tǒng)型機(jī)床上通過拉桿將刀柄拉緊，國內(nèi)也稱為ST；其它四種刀柄均是在加工中心上通過刀柄尾部的拉釘將刀柄拉緊。目前國內(nèi)使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型兩種刀柄。DIN 69871型的刀柄可以安裝在DIN 69871型和ANSI/ASME主軸錐孔的機(jī)床上， IS0 7388/1型的刀柄可以安裝在DIN 69871型、IS0 7388/1 和ANSI/ASME主軸錐孔的機(jī)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（簡稱 NT或ST）
DIN 2080是德國標(biāo)準(zhǔn)，即國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 2583 ，是我們通常所說NT型刀柄，不能用機(jī)床的機(jī)械手裝刀而用手動裝刀。
（2） DIN 69871 型 （簡稱JT、 DIN、DAT或DV）
DIN 69871 型分兩種，即DIN69871 A/AD型 和 DIN 69871 B型，前者是中心內(nèi)冷，后者是法蘭盤內(nèi)冷，其它尺寸相同。
（3） ISO 7388/1 型 （簡稱 IV或IT）
其刀柄安裝尺寸與DIN 69871 型沒有區(qū)別，但由于ISO 7388/1 型刀柄的D4值小于DIN 69871 型刀柄的D4值，所以將ISO 7388/1型刀柄安裝在DIN 69871型錐孔的機(jī)床上是沒有問題的，但將DIN 69871 型刀柄安裝在ISO 7388/1型機(jī)床上則有可能會發(fā)生干涉。
（4） MAS BT 型 （簡稱 BT）
BT型是日本標(biāo)準(zhǔn)，安裝尺寸與 DIN 69871、IS0 7388/1 及ANSI 完全不同，不能換用。 BT型刀柄的對稱性結(jié)構(gòu)使它比其它三種刀柄的高速穩(wěn)定性要好。
（5） ANSI B5.50型 （簡稱 CAT）
ANSI B5.50型是美國標(biāo)準(zhǔn)，安裝尺寸與 DIN 69871、IS0 7388/1 類似，但由于少一個(gè)楔缺口，所以ANSI B5.50型刀柄不能安裝在DIN69871和IS0 7388/1機(jī)床上，但 DIN 69871和IS0 7388/1 刀柄可以安裝在ANSI B5.50型機(jī)床上。

二、 1:10的HSK真空刀柄
HSK真空刀柄的德國標(biāo)準(zhǔn)是DIN69873，有六種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即HSK-A、 HSK-B、 HSK-C、 HSK-D、 HSK-E和HSK-F，常用的有三種：HSK-A (帶內(nèi)冷自動換刀) 、 HSK-C (帶內(nèi)冷手動換刀) 和HSK-E(帶內(nèi)冷自動換刀，高速型)。
7:24的通用刀柄是靠刀柄的7:24錐面與機(jī)床主軸孔的7:24錐面接觸定位連接的，在高速加工、連接剛性和重合精度三方面有局限性。HSK真空刀柄靠刀柄的彈性變形，不但刀柄的1:10錐面與機(jī)床主軸孔的1:10錐面接觸，而且使刀柄的法蘭盤面與主軸面也緊密接觸，這種雙面接觸系統(tǒng)在高速加工、連接剛性和重合精度上均優(yōu)于7:24的HSK刀柄有A型、B型、C型、D型、E型、F型等多種規(guī)格，其中常用于加工中心(自動換刀)上的有A型、E型和F型。

A型和E型的最大區(qū)別就在于：

1.A型有傳動槽而E型沒有。所以相對來說A型傳遞扭矩較大，相對可進(jìn)行一些重切削。而E型傳遞的扭矩就比較小，只能進(jìn)行一些輕切削。
2.A型刀柄上除有傳動槽之外，還有手動固定孔、方向槽等，所以相對來說平衡性較差。而E型沒有，所以E型更適合于高速加工。
E型和F型的機(jī)構(gòu)完全一致，它們的區(qū)別在于:

同樣稱呼的E型和F型刀柄(比如E63和F63)，F(xiàn)型刀柄的錐部要小一號。也就是說E63和F63的法蘭直徑都是φ63，但F63的錐部尺寸只和E50的尺寸一樣。所以和E63相比， F63的轉(zhuǎn)速會更快(主軸軸承小)。

對HSK刀柄材料的特殊要求

自HSK空心短錐柄技術(shù)出現(xiàn)以來，在世界各國得到廣泛應(yīng)用。據(jù)了解，歐洲和北美洲的一些用戶，在使用HSK刀柄時(shí)遇到了一些問題。出現(xiàn)這些問題的主要原因在于，他們對制造HSK刀柄的材料選擇不當(dāng)。
DIN標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了HSK刀柄的幾何形狀，而沒有規(guī)定所用的材料。所以，幾乎所有的刀具供應(yīng)商所生產(chǎn)的HSK刀柄，都完全參照傳統(tǒng)的7：24錐柄來生產(chǎn)。HSK空心短錐柄的“空心”本身就說明具有潛在的問題：即軸向截面很小，顯然這是HSK空心短錐柄的薄弱環(huán)節(jié)。 傳統(tǒng)的刀柄一般是由合金鋼制造，然后或是表面淬火或是表面處理，得到了一個(gè)堅(jiān)硬耐磨的表面和韌性的心部(HRC32～36)。這些熱處理過程(如滲碳和離子氮化，硬度可達(dá)HRC58～62，約1mm深)對7：24錐柄非常適合，價(jià)格也不貴。由于它具有足夠的橫截面，所以實(shí)際上不易變形。按照工業(yè)上能夠接受的指導(dǎo)準(zhǔn)則，這種尺寸比較穩(wěn)定的基體把兩種性能完美地結(jié)為一體——有較軟而韌性的芯部，可防止硬表面因變形而爆裂脫落，又有很耐磨堅(jiān)硬的表面。

但對HSK空心短錐柄就不同了，它被做成結(jié)構(gòu)截面很小，對于HSK63以下的小規(guī)格HSK空心短錐柄就沒有強(qiáng)韌的心部來支承堅(jiān)硬的表面，在每次夾緊—松開循環(huán)中都要受到很大的沖擊，切削過程中又受到動態(tài)的彎扭交變載荷，在淬硬的脆性部位可能會出現(xiàn)微小的裂紋，在HSK刀柄的柄部的一些部位，對較大的拉應(yīng)力非常敏感。這些部位有30°夾緊面、扭矩傳遞時(shí)鍵槽與主軸接觸的表面以及徑向貫穿孔與鍵槽底部、空刀槽底部最近的部位。這些微小的裂紋隨時(shí)間而擴(kuò)展難以發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上不通過顯微鏡和特殊的檢測手段很難發(fā)現(xiàn)這些變化。一個(gè)刀柄看上去工作正常，一旦過載，在出現(xiàn)裂紋的部位應(yīng)力集中，當(dāng)達(dá)到臨界值時(shí)就很可能發(fā)生斷裂。在使用過程中，這種脆性斷裂隨時(shí)可能發(fā)生。有些制造廠商用淬透性材料。這時(shí)，截面上不同點(diǎn)的性質(zhì)大體相同，刀柄的延伸率、屈服強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度可能達(dá)到最佳組合。但是，相對于表面淬硬的刀柄，其硬度將是最低的(約低5～6HRC)。這種刀柄缺乏沖擊強(qiáng)度，不耐磨，因此不得不經(jīng)常更換。所以要想達(dá)到最高的韌性、最高的耐磨性和耐腐蝕性的同時(shí)，又要成本低廉，這是不可能的。我們不能改變產(chǎn)品的幾何形狀，它是標(biāo)準(zhǔn)的。我們也受大量生產(chǎn)成本的制約，不可能采用昂貴的“空間材料和技術(shù)”。為了能使這種具備許多優(yōu)點(diǎn)的新接口在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，我們只有不斷地探索。 制造廠商和用戶必須對刀柄材料做出選擇。一種是對材料要求有高的強(qiáng)度、韌性并帶有適度的耐磨性；另一種是要求有高的耐磨性兼有中等強(qiáng)度。分析結(jié)果表明，HSK主軸安裝孔應(yīng)力最大的橫截面，應(yīng)具有較大的截面面積，而且盡量不用對應(yīng)力集中敏感的材料。但必須能適應(yīng)高速加工，即重量要輕，在離心力作用下徑向變形要小。在帶有自動換刀的數(shù)控加工中心上，典型的工具接口之間的摩擦都有“多個(gè)對1個(gè)”的比率。就是說，刀柄在換刀循環(huán)中僅摩擦一次，而主軸孔則要與完成此工序的許多不同刀柄摩擦很多次。例如，假定有一臺CNC加工中心的刀庫有32個(gè)刀位，而且都在使用。每個(gè)工序切削時(shí)間為5分鐘，機(jī)床每天工作10小時(shí)。在同一工件加工中每把刀具只使用一次。這樣，對主軸來講，每天要摩擦120次，而對每把刀柄只有4次。據(jù)此可推出，這臺機(jī)床工作年限內(nèi)摩擦次數(shù)的比率。這個(gè)數(shù)字說明主軸摩擦次數(shù)比刀柄的摩擦次數(shù)要大得多，對任何形式的工具接口都是一樣。傳統(tǒng)的7：24錐度主軸磨損的結(jié)果是成為“喇叭口”，這是一個(gè)難以察覺的很緩慢的過程。但是，磨損帶來的結(jié)果是刀具振動、跳動增加、刀具軸向定位尺寸發(fā)生變化。這時(shí)就要重磨主軸孔。要想減低磨損速度，就要用相對低的壓力。當(dāng)HSK刀柄被夾緊時(shí)，主軸孔與刀柄之間有很大的壓力。由于其錐度系1：10(半角為2°51′27″)——是個(gè)自鎖角度，卸刀柄時(shí)需要一個(gè)附加的卸出力，這對主軸孔也是一個(gè)摩擦過程。由于1：10的錐度很小，徑向每磨損0.0025mm，就會影響0.025mm的軸向間隙，這樣也會影響到夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊狀態(tài)，可能會引起故障。因此，要使HSK主軸磨損盡量減至最小。另外一個(gè)重要原因是HSK主軸的價(jià)格。由于HSK主軸實(shí)際上是不能修的，因?yàn)橹啬ュF度會使錐度直徑超差，并影響到夾緊機(jī)構(gòu)的壓緊位置。又由于它精度要求高，又要用很大長徑比的銑刀加工內(nèi)驅(qū)動鍵，所以它的價(jià)格很貴，為延長主軸壽命，刀柄最好用同一種材料制造，建議最小屈服強(qiáng)度應(yīng)是14000kg/cm2，拉伸強(qiáng)度應(yīng)為15400kg/cm2。而且應(yīng)降低刀柄的硬度(平均HRC50)，比主軸硬度低6～8度，以保護(hù)昂貴的主軸。這樣，刀柄受力表面硬度下降，也使它的制造周期縮短、成本降低。