高效率切削风潮带动质量良劣攸关产品稳定与安全度传统手动方式渐被油压夹头取代。

刀具夹头近年来在强调高速及重切削的加工过程中，地位愈来愈重要，各业者在投入研发时，也随着各式工具机脚步的发展，带动夹头技术的世代更新，因此工具机在发展高速、高精度、重切削及具有弹性加工能力的同时，也同样带动刀具夹头发展的技术。

由于技术、材料及材质硬度的提升，各式油压夹头在质量的要求上也愈来愈高才能符合市场需求，因此对业者来说在相关方面技术的提升则是另一个挑战的难题;在高效率切削风潮带动下，传统的手动夹头方式也有逐渐被油压夹头所取代的趋势，对于各式切削加工机械而言，夹头因需适应各种不同的刀具及机械特性，常需面对夹头夹持力降低、变形、振动及惯性等问题，因此业者在设计夹头时通常会特别重视这些问题以求产品的稳定及安全性。

业者表示，夹具性能的表现在工件进行重切削及精密加工时，由于夹头的稳性对于加工的精密占有决定性的影响因素，因此对于工件要求愈高，相对来说，对于夹具稳定及精密的要求也就愈高，广泛来说夹头对于强调高速削的各式CNC工具机进行高速切削时，夹具性能的表现，将会对加工质量造成关键性的影响。

一般常见的油压夹头包括有两爪、三爪、套筒型、固定式、横式或可变换角度及立式等油压夹头，通常在选择各式不同的油压夹头时业者考虑的项目包括有夹头的安全性、夹持力、离心力、材质热膨胀系数温差、低噪音、极限回转速及配合加工件的材质、厚薄及完工对象的精度。各式不同的油压夹头都有最大的使用限度及寿命，为了使油压夹头具有充份的夹持力，一般都会以专用的夹头压力测式器定期检查使用的油压夹头以确保夹持力，因为夹头本身的质量对于加工工件来说是相当重要的，如果油压夹头夹持力减弱时，应提早修理及保养或报废以减少意外发生。

随着数控机床的普及应用和切削加工向高速、高精度方向发展，对带柄刀具的夹紧系统提出很高的要求，传统的刀具夹紧方法已不能适应新的要求而成为制约刀具性能发挥的瓶颈。为此，近些年来国外相继开发了一些夹紧精度高、传递扭矩大、结构对称性好、外形尺寸小的新型刀具夹头。德国雄克(schunk)公司的静压膨胀式和应力锁紧式刀具夹头则是其中很知名的两种。

静压膨胀式刀具夹头

1983年推出了命名为“tendo”的标准系列静压膨胀式(俗称液压式)刀具夹头(图1)。夹头的夹紧部分含有一薄壁油腔，通过拧紧加压螺栓，油腔内的油以极高的压力将油腔内壁均匀地向轴线方向挤压，从而起到固紧刀具的作用。油腔的几何形状、内壁厚度及油压都经过精确的计算，因而能够保证重覆夹紧时夹紧力都在所要求的范围之内。

这种刀具夹头装卸圆柱体刀具非常便捷，仅用一把六角板手即可完成。同时它还集高精度和强力夹紧于一身，粗加工和精加工都适合使用。此种刀具夹头有粗状型、细长型等多种类型，与机床主轴的接口也有sk、bt、hsk等各种型式。不同类型的夹头直接夹持的刀具直径也不相同，最大为ø32mm，但可借助减径套使一个夹头能夹紧多种直径的刀具。

静压膨胀式刀具夹头夹持回转精度极高，在悬伸3d处的径向跳动不超过3μm，相应导引出三大优点：一是有利于提高加工精度;二是可以保证多刃刀具在圆周上分布的各切削刃以均等的切入深度切削工件，这既可减少刀具磨损，又可避免过高的切削力;三是有利于减少偏心质量，以确保高速运转时刀具的动平衡。此外，这种刀具夹头的油腔结构及其中的高压油使结构阻尼增加，能抑制切削加工过程产生振动，从而可明显改善被加工表面粗糙度。

国外一些应用实例表明，使用这种刀具夹头不仅可以提高加工质量，而且可以得到更好的经济效果。例如德国一家汽车配件厂，原使用常规深孔钻夹头对年产量13,500件的铸铝件(alsi10mgcu)进行深孔加工，钻头只能钻20孔~25孔便会损坏，为保证不会因钻头损坏而出现废品，钻头实际使用寿命仅为15次孔~18次孔。当改用静压膨胀式刀具夹头后，在同样的工艺条件下使用同样的钻头要钻40个~43个孔才会损坏，这时钻头的推荐使用寿命为35次孔~37次孔。虽然静压膨胀式刀具夹头比常规夹头单价高，但在上述实例中采用它会导致钻头使用寿命增加约两倍，其每年所节省的刀具费用是使用此种刀具夹头多支出费用的45倍，经济效益十分明显。