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。?

    DIN標準僅規(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，得到了一個堅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HRC58～62，約1mm深)對7：24錐柄非常適合，價格也不貴。由于它具有足夠的橫截面，所以實際上不易變形。按照工業(yè)上能夠接受的指導(dǎo)準則，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韌的心部來支承堅硬的表面，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間而擴展難以發(fā)現(xiàn)，事實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，當達到臨界值時就很可能發(fā)生斷裂。在使用過程中，這種脆性斷裂隨時可能發(fā)生。

    有些制造廠商用淬透性材料。這時，截面上不同點的性質(zhì)大體相同，刀柄的延伸率、屈服強度和沖擊強度可能達到最佳組合。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度，不耐磨，因此不得不經(jīng)常更換。?

    所以要想達到最高的韌性、最高的耐磨性和耐腐蝕性的同時，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，它是標準的。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“多個對1個”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個刀位，而且都在使用。每個工序切削時間為5分鐘，機床每天工作10小時。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，這臺機床工作年限內(nèi)摩擦次數(shù)的比率。這個數(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HSK刀柄被夾緊時，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″)——是個自鎖角度，卸刀柄時需要一個附加的卸出力，這對主軸孔也是一個摩擦過程。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。另外一個重要原因是HSK主軸的價格。由于HSK主軸實際上是不能修的，因為重磨錐度會使錐度直徑超差，并影響到夾緊機構(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，建議最小屈服強度應(yīng)是14000kg/cm2，拉伸強度應(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。