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1 引言
在机械制造技术的发展中，机床与工具总是相辅相成、相互促进的。高性能机床对刀具材料和刀具结构提出了更高要求，同时又为新型刀具材料和先进的刀具结构提供了“用武之地”及发展空间。近年来，国外制造业(尤其是大批量生产的轿车工业和批量生产的飞机工业)己开始大量采用高切削速度、高进给速度和高结构刚性的新型数控机床。在轿车工业中，出现了用高速单轴加工中心代替多轴组合机床的趋势，这样在大批量生产中既具有高度柔性，以适应产品快速更新换代的要求，同时又不会降低生产效率。在飞机工业中，由于多采用对铝合金板材“掏空”的方式加工零件，因此金属切除量很大(加工去除的金属重量占毛坯总重的95%～97%) ，因此要求更高的切削效率。
在20th JIMTOF 和IMTS2000展览会上，展出了转速高达20,000～60,000r/min、进给速度高达60m/min(甚至100m/min)的高速加工中心。为满足高速切削对刀具性能的要求，很多新型的刀具材料、涂层工艺及刀具结构已得到广泛应用。如在数控工具系统方面，开发了几种新型的工具柄(HSK空心短锥柄等)和新的刀具夹持方法。此外，对于高速切削刀具，除对切削性能和重复定位精度具有较高要求外，对刀具的动平衡精度和安全性也具有相应要求。

2 几种新型双面夹紧工具柄

　　
随着现代切削技术的迅速发展，传统的7:24锥柄已不能适应转速在10,000r/min以上的高速、高精度加工的要求。为此，工业发达国家的工具厂家发展了几种新型的双面夹紧工具柄。现按不同国别作一介绍。

图1 HSK柄在孔中拉紧前后的接触情况

图2 HSK柄和KM柄的结构

德国

经过大量实验研究及生产验证，一种全新的HSK( Hohlschaftekegel)空心短锥柄于九十年代初在德国开发成功。这种工具柄部结构(如图1所示)是双面夹紧工具柄中最具代表性的结构型式，已于1996年列入德国DIN标准，并于2001年12月成为国际标准ISO12164。在此前对草案ISO/DIS12164与ISO/FDIS12164 的表决中，多数工业发达国家(德、法、意、英、日等)均表示赞同，中国也投了赞成票。由于其刚性和重复安装精度较7:24锥柄提高了几倍至几十倍，因此得到了世界制造业的广泛认同，甚至在其尚未正式列入DIN标准之前，就已在德国的汽车、飞机等制造行业中得到广泛采用。例如在德国奔驰汽车公司和大众汽车公司的Salzgitter工厂中，HSK被广泛用于铣削、钻削和车削加工中，从而有效提高了加工精度和刀具寿命。由于HSK柄大大增加了工具系统的刚性，从而使整体硬质合金刀具以及由金属陶瓷、陶瓷、CBN 、PCD等硬脆材料制成的高效刀具在轿车生产线上得以普及应用，有效提高了生产效率。因此，HSK双面夹紧刀柄工具的采用已成为轿车生产线先进性的重要标志之一。

日本

日本一些公司也致力于对7:24长锥柄进行多种形式的改进，以达到双面(圆锥面和端面)接触、提高定位精度和刚性的目的。如NIKKEN公司的3 LOCK SYSTEM锥柄和BIG DAISHOWA SEIKI公司的BIG PLUS精密锥柄等都是在7:24锥柄基础上进行了一定改进。虽然这些改进型锥柄可与原7:24锥柄互换使用，但从适应机床转速进一步高速化的发展要求来看，1:10短锥空心柄更具发展前途。所以，更多日本公司还是积极采用德国DIN标准的HSK柄，如NT工具公司、黑田精工、圣和精机、住友电工、三菱金属、YUKIVA等都先后引进了HSK生产技术，使HSK柄工具系统在日本得到迅速普及。

美国

　　
美国Kennametal公司开发了另一种与HSK并存的1:10短锥空心柄——KM柄。这两种锥柄的结构特点如图2和表1所示。但是，美国的通用、福特汽车公司、波音飞机公司等都较早采用了德国DIN标准规定的HSK柄。虽然美国没有对DIS/DIS12164草案投赞成票，但其国内越来越多的工具制造商(如Valenite、TSD等)都在按DIN标准生产HSK柄的工具产品。