自HSK空心短錐柄技術(shù)出現(xiàn)以來，在世界各國(guó)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(shí)遇到了一些問題。出現(xiàn)這些問題的主要原因在于，他們對(duì)制造HSK刀柄的材料選擇不當(dāng)。

DIN標(biāo)準(zhǔn)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(gè)堅(jiān)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(dá)HRC58～62，約1mm深)對(duì)7：24錐柄非常適合，價(jià)格也不貴。由于它具有足夠的橫截面，所以實(shí)際上不易變形。按照工業(yè)上能夠接受的指導(dǎo)準(zhǔn)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(jiān)硬的表面。

但對(duì)HSK空心短錐柄就不同了，它被做成結(jié)構(gòu)截面很小，對(duì)于HSK63以下的小規(guī)格HSK空心短錐柄就沒有強(qiáng)韌的心部來支承堅(jiān)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(dòng)態(tài)的彎扭交變載荷，在淬硬的脆性部位可能會(huì)出現(xiàn)微小的裂紋，在HSK刀柄的柄部的一些部位，對(duì)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(shí)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(shí)間而擴(kuò)展難以發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上不通過顯微鏡和特殊的檢測(cè)手段很難發(fā)現(xiàn)這些變化。一個(gè)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(dāng)達(dá)到臨界值時(shí)就很可能發(fā)生斷裂。在使用過程中，這種脆性斷裂隨時(shí)可能發(fā)生。

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

所以要想達(dá)到最高的韌性、最高的耐磨性和耐腐蝕性的同時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(duì)刀柄材料做出選擇。一種是對(duì)材料要求有高的強(qiáng)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(qiáng)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(duì)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(dòng)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(gè)對(duì)1個(gè)”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(tái)CNC加工中心的刀庫(kù)有32個(gè)刀位，而且都在使用。每個(gè)工序切削時(shí)間為5分鐘，機(jī)床每天工作10小時(shí)。在同一工件加工中每把刀具只使用一次。這樣，對(duì)主軸來講，每天要摩擦120次，而對(duì)每把刀柄只有4次。據(jù)此可推出，這臺(tái)機(jī)床工作年限內(nèi)摩擦次數(shù)的比率。這個(gè)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(duì)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(gè)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(dòng)、跳動(dòng)增加、刀具軸向定位尺寸發(fā)生變化。這時(shí)就要重磨主軸孔。要想減低磨損速度，就要用相對(duì)低的壓力。

當(dāng)HSK刀柄被夾緊時(shí)，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(gè)自鎖角度，卸刀柄時(shí)需要一個(gè)附加的卸出力，這對(duì)主軸孔也是一個(gè)摩擦過程。由于1：10的錐度很小，徑向每磨損0.0025mm，就會(huì)影響0.025mm的軸向間隙，這樣也會(huì)影響到夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊狀態(tài)，可能會(huì)引起故障。因此，要使HSK主軸磨損盡量減至最小。另外一個(gè)重要原因是HSK主軸的價(jià)格。由于HSK主軸實(shí)際上是不能修的，因?yàn)橹啬ュF度會(huì)使錐度直徑超差，并影響到夾緊機(jī)構(gòu)的壓緊位置。又由于它精度要求高，又要用很大長(zhǎng)徑比的銑刀加工內(nèi)驅(qū)動(dòng)鍵，所以它的價(jià)格很貴，為延長(zhǎng)主軸壽命，刀柄最好用同一種材料制造，建議最小屈服強(qiáng)度應(yīng)是14000kg/cm2，拉伸強(qiáng)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(hù)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