如同采用刀具對工件進行個性化加工一樣，對合適的刀柄的選擇也是各有各的*性。采用8mm整體硬質合金的立銑刀所進行的大量實驗可以顯示出刀柄的優缺點。

Fritz Weg公司與Dillenburg職業學校及Giessenfriedberg專科大學合作，對六件刀柄進行詳細的監測和審核。在各種不同的測試和銑削試驗中，獲得了一些意外的結論。為此，從刀具/模具制造的技術性和經濟性角度，對這些結論進行了分析。按照DIN 69871 SK40對如下刀柄系統進行了研究：

· 標準型夾鉗鉗卡盤；

· 高精型夾鉗卡盤；

· Powergrip夾頭卡盤；

· 液壓膨脹卡盤；

· Polygon卡盤；

· 收縮卡盤。

各種試驗在Bridgeport VMC 600/22/TNC426P立式加工中心上進行。所使用的是兩個直徑為8mm四刃整體硬質合金銑刀和ISO公差等級為h5的圓柱形刀柄：

LMT-Fette公司的63mm長DHC Inox 1525C型立銑刀，刀刃長度為19mm，扭轉角度為41；

Seco-Jabro公司的91L080型立銑刀，100mm長，刀刃長度為40mm，扭轉角度為30°。

對于在模具和成型制造中應用的建議

銑削試驗采用兩種各出自一批的材料進行。一種材料為C45 W/U（1.1730），另一種為40CrMnMoS8-6（1.2312）。根據對彎曲強度、極限切削深度、同心狀態、維持力矩、形位公差和表面質量等所進行的加權分析所得出的結果，可以對刀柄在模具和成型制造上的應用范圍作如下建議。

標準型夾鉗卡盤是一種適用于中等質量要求的容易和中等難度切削作業的通用型卡盤。在投入使用整體硬質合金刀具時，相當高的10μm偏心量對刀具使用壽命和刀刃邊緣爆裂帶來較大的影響（圖1）。

圖1 刀柄偏轉與徑向力的關系

夾鉗卡盤以其良好的同心度，可以對刀具和心軸支撐元件進行很好的保護。8mm直徑的夾具具備了很高的徑向剛性和70N·m以上的夾持力矩，因此可以允許刀具達到較大的外探幅度和較大的直徑。這是一種費用較低的通用型卡盤。而在模具制造中，由于強化型卡盤本體的外形輪廓比較復雜，因此，需要注意到外形輪廓干涉問題。

Powergrip強力夾持系統的優勢在于它具有很高的夾持力，在其抗振動阻尼特性的配合下，這種系統可以允許達到很大的切削深度（圖2）。尤其當刀具外探幅度較大時，采用該夾持系統可以達到很好的制造質量。這種系統（夾持單元大約為6700歐元）的價格比較高，必要的外圍設備尤為如此；但是，如果切削作業的難度為中等以上，且在粗加工階段就對制造質量要求較高的話，那么這種投資也是值得的。其在精加工范圍內的可使用性可以視各具體情況再作評判。

圖2 夾持直徑為6mm時的維持力矩

通過采用液力介質的張緊方式，液壓膨脹卡盤只有在遇到極大的夾持斷面時，才會出現顫振現象。但從形位公差角度上說，應該避免大的交互力的影響。液力膨脹卡盤的強項在于在切削深度小和精加工時實現良好的質量（圖3）。

圖3 粗糙度Rz與銑刀加工的關系

Polygon卡盤具有良好的徑向剛性

Polygong卡盤是一種免維護的卡盤系統。因為其造型結實、徑向剛性好（10N徑向載荷時為7μm，3×D），因此可以有效利用延長件對較深的輪廓進行加工。雖然卡盤的同心度令人滿意，但是仍會帶來額定尺寸上的偏差。在采用中等軸向進刀時，Polygong卡盤的應用領域便是對較深輪廓的加工。其結果是可以達到良好的切削深度和較小的工件尺寸精度公差（圖4）。

圖4 銑刀的平均尺寸誤差

機械性能不敏感的密閉式收縮夾持系統因其較高的外圍設備成本投入（約6600歐元）特別適用于批量生產場合。通過銑刀與刀柄的均勻結合，即使是在采用延長件的情況下，也可實現良好的徑向剛性（10N徑向載荷時<6μm，3×D）和*的同圓性。由于系統缺少振動阻尼特性，因此在切削深度不大的情況下，系統就已經顯露顫振現象和不良的表面質量系數（圖5）。

圖5 可實現的無振顫軸向極限切削深度

對刀具夾持系統的選擇終要依據各種不同的要求來作出。一種刀柄系統的經濟性如何，并非取決于投資費用，而是取決于質量要求和用戶的使用場合。需要注意的是，刀柄在切削作業中構成了設備與刀具之間的關鍵性界面。