加工中心上的刀库可以容纳多把不同类型的刀具。工件在机床上装夹后，加工中心可以从刀库中更换刀具，从而对工件进行多工序加工，这样就要求加工中心的刀库中必须配备有不同尺寸和形状的刀具。为了将不同的刀具安装到同一个主轴上，刀具都配有标准化的刀柄。刀具系统一般包括连接主轴的刀柄、中间接杆(如镗杆、钻杆或者套式铣刀连接柄)和刀具。更为复杂的刀具系统还包括一些附属件，如延长杆、变径套和刀具连接柄等。普遍应用于加工中心的模块化刀具系统。自动换刀装置中的刀柄设计原则如下：(1)能将不同尺寸的切削刀具安装到同一主轴上。(2)便于换刀操作。(3)确保刀具安装位置的可重复性，即把刀具定位于主轴的中心，以便每次使用该刀具时，都能保证刀具和工件的相对位置在允许的公差范围内。(4)可以在机床外快速且方便地安装刀具。可供CNC车间选用的刀柄类型有很多，其中最为常见的两种类型分别是V型法兰刀柄和BT型法兰刀柄。其中，V型法兰刀柄也称为CAT型刀柄，是由Caterpillar公司生产的。上述两种类型已经成为国际标准，在当今美国，绝大多数刀柄都是CAT型，而BT型法兰刀柄主要是集中在欧洲。以上两种刀柄无法在同一主轴上实现互换。V型法兰刀柄上椎体坡度较大，这使得刀具可以精确地定位于主轴中心。当换刀机械手执行换刀操作时，其夹持刀具的部位在刀柄的V型法兰处。V型法兰刀柄适用于主轴转速低于r／min的场合。今后的制造加工一定会通过实现高转速、高精度来提高生产率。为了适应这种需要，HSK型刀柄得到了广泛应用。HSK型刀柄上的锥柄部位长度约为V型刀柄的一半，这样使得其静态刚度和动态刚度与V型刀柄相比提高了4倍之多。由于HSK型刀柄采用空心椎体和端面定位，补偿了高速加工时主轴孔与刀柄的径向变形差异，并完全消除了轴向定位误差，使得高速、高精度加工成为可能。各种刀柄的结构形式图

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