江苏大学对HSK刀柄的结构进行优化，提出磨损后的HSK刀柄的重磨方法，减小了刀柄加工误差的不利影响，使刀柄的性能更可靠，实现了磨损后的HSK刀柄再利用，降低了生产成本，解决了HSK刀柄磨损后不能再利用的难题。华南理工大学的刘旺玉利用有限元方法对HSK薄壁液压夹头夹紧扭矩进行了分析。山东大学的张松等借用非线性有限元技术对HSK主轴/刀具联接的变形及接触应力分布进行了分析，讨论了旋转速度和过盈量对接触应力的影响。
4 工具系统研究中存在的问题及其对策
4.1 开发工具系统制造与检测一体化技术，提高刀柄的加工质量
高速加工的工具系统大都采用过定位的双面夹紧方式，因此对加工精度要求很高，否则将严重影响其使用性能。目前即使国外的著名工具生产厂家在生产HSK刀柄时，也很难做到所有的加工精度指标都满足HSK的ISO12164标准。因此，探索先进的加工方法和加工工艺，开发关键工序的检测仪器，提高和稳定工具系统的加工质量是高速加工工具系统研究中要解决的共同问题。
4.2 提高工具系统和机床连接的动平衡精度，减少高速下的切削振动
在高速加工中，工具系统微小的不平衡都可能造成巨大的离心力，引起机床和加工过程的振动，这不仅影响零件的加工精度和表面质量，而且容易损坏刀具，降低主轴轴承的精度和寿命，因此，需要寻求新的动平衡标准及测量方法，开发高精度的动平衡技术。
4.3 开发智能型工具系统，实现使用过程的智能化控制
加强在线自动动平衡装置的开发，使工具系统具有在线自动动平衡功能。研制具有在线故障预报功能的工具系统，使其在安装或使用中出现故障时可以自动报警，使高速加工更安全。
4.4 提高刀具和主轴锥孔的配合精度，提高联接可靠性
工具系统与主轴之间采用锥面和端面同时定位夹紧的方式，由于锥面存在着过盈，在高速情况下，锥面的应力变形会更加严重，从而使工具系统的可靠性下降，因此需要加强对锥面配合方式和配合精度的研究，以加强工具系统的可靠性。
5 结语
目前，高速切削加工已成为现代制造的重要发展方向之一，但对高速加工工具系统的基础性研究还不够充分，对影响工具系统的关键因素的研究还有待深人。纵观各工业发达国家对新型工具系统的研究和开发情况可以看出，高速加工工具系统的发展趋势是：优先采用具有端面和锥面双面定位的过定位方式，进一步提高刀柄的制造精度，开发多功能和智能刀柄。除此以外，尽快实现高速加工工具系统的标准化、系列化也是一个不容忽视的问题。 |