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HSK刀柄是德国阿亨工业大学机床研究所研究的一种新型的高速短锥刀柄（见图1），其结构特点是空心、薄壁、短锥，锥度为1:10；端面与锥面同时定位、夹紧，刀柄在主轴中的定位为过定位；使用由内向外的外胀式夹紧机构。
图1 HSK工具系统
1. HSK工具系统简介
HSK工具系统最突出的特点就是端面和锥面同步接触。夹紧时， 由于锥部有过盈，所以锥面受压产生弹性变形，同时刀柄向主轴锥孔轴向位移，以消除初始间隙，实现端面之间的贴合，这样就实现了双面同步夹紧（见图2）。也就是说，在足够大的拉紧力作用下， HSK1:10空心工具锥柄和主轴1:10锥孔之间在整个锥面和支承平面上产生摩擦，提供封闭结构的径向定位。就其本身的定位而言，这种保证锥面和端面同时定位的方式实质上是过定位，但由于精密制造保证了高的相互位置精度，反而增强了安装刚性。这种定位的优点为：
（1）可适应高速回转，当高速回转时，锥孔由于离心力而扩张，锥轴由于弹性变形恢复，与锥孔保持精密接触，并维持端面与锥面同时约束定位。
（2）重复定位精度高，可保证2μm。
（3）由于轴向径向均定位，故安装刚性高。
（4）拆卸简单，由于有辅助分离机构，在刀具热膨胀时也能方便卸下。
（5）冷却系统完备，此系统有中心供油和端面供油两种方式可供选择。
图2 HSK的双重定位结构
图3为HSK工具系统的图谱。
图3 HSK工具系统图谱
按DIN的规定，HSK刀柄分为6种形式。图4为这6种刀柄的结构图，而图5为这6种型号的剖面图。
图4 HSK工具系统的6种形式
图5 HSK工具系统6种形式的剖视图
2. HSK
HSK刀柄在机床主轴上安装时，空心短锥柄在主轴锥孔内起定心作用，当空心短锥柄与主轴锥孔完全接触时，HSK刀柄法兰盘端面与主轴端面之间有0.1mm的间隙。在夹紧机构作用下，拉杆向后（左）移动，拉杆前端的锥面将夹爪径向胀开，夹爪的外锥面随后顶在空心短锥柄内孔的30°锥面上，拉动HSK刀柄向左移动，空心短锥柄产生弹性变形，使刀柄端面与主轴端面靠紧，实现了刀柄与主轴锥面和主轴端面的两面同时定位和夹紧。松开刀柄时，拉杆向右移动，弹性夹头松开刀柄内锥面，拉杆前端将刀柄推出，即可卸下刀柄，如图7所示。
a ）夹紧前 b）夹紧后
图7 HSK工具系统的工作原理
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