高速加工對動平衡要求非常高，不僅要求主軸組件需精密動平衡(g0.4級以上)，而且刀具及裝夾機構也需精密動平衡。高速加工具有比普通加工大5～10倍的切削速度，其優點是能減少加工時間，達到普通加工需要幾道工序才能達到的加工精度和表面質量。與高速切削有關的主要問題有：刀具材料及設計、高速機床主軸的動平衡、機床的熱態動態性能及可靠性等。而刀具與主軸的聯結問題會嚴重影響高速切削的可靠性及機床主軸的動平衡，已成為限制高速切削的薄弱環節之一

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　　一、高速切削對刀/軸聯結要求

　　高速加工要求確保高速下主軸與刀具聯結狀態不能發生變化。但是，高速主軸的前端錐孔由于離心力的作用會膨脹，膨脹量的大小隨著旋轉半徑與轉速的增大而增大，標準的7/24實心刀柄膨脹量較小，因此標準錐度聯結的剛度會下降，在拉桿拉力的作用下，刀具的軸向位置會發生改變(見圖1)。主軸的膨脹還會引起刀具及夾緊機構質心的偏離，從而影響主軸的動平衡。要保證這種聯結在高速下仍有可靠的接觸，需有一個很大的過盈量來抵消高速旋轉時主軸軸端的膨脹，如標準40號錐需初始過盈量為15～20μm，再加上消除錐度配合公差帶的過盈量(at4級錐度公差帶達13μm)，因此這個過盈量很大。這樣大的過盈量需拉桿產生很大的拉力，拉桿產生這樣大的拉力一般很難實現，對換刀也非常不利，還會使主軸端部膨脹，對主軸前軸承有不良影響。

　　圖1　在高速離心力作用下主軸擴張圖

　　高速加工對動平衡要求非常高，不僅要求主軸組件需精密動平衡(g0.4級以上)，而且刀具及裝夾機構也需精密動平衡。但是，傳遞轉矩的鍵和鍵槽很容易破壞動平衡，而且，標準的7/24錐柄較長，很難實現全長無間隙配合，一般只要求配合面前段70%以上接觸，因此配合面后段會有一定的間隙，該間隙會引起刀具徑向跳動，影響結構的動平衡。鍵是用來傳遞轉矩和進行角向定位的，為解決鍵及鍵槽引起的動平衡問題，可以嘗試研究一種刀/軸聯結實現在配合處產生很大的摩擦力以傳遞轉矩，并用在刀柄上作標記的方法實現安裝的角向定位，達到取消鍵的目的。

　　二、標準7/24錐聯結的優缺點

　　標準的7/24錐聯結有許多優點：因不自鎖，可實現快速裝卸刀具;刀柄的錐體在拉桿軸向拉力的作用下，緊緊地與主軸的內錐面接觸，實心的錐體直接在主軸內錐孔內支承刀具，可以減小刀具的懸伸量;這種聯結只有一個尺寸即錐角需加工到很高的精度，所以成本較低而且可靠，多年來應用非常廣泛。

　　但是，7/24聯結也有一些缺點;錐度較大，錐柄較長，錐體表面同時要起兩個重要的作用，即刀具相對于主軸的精確定位及實現刀具夾緊并提供足夠的聯結剛度。由于它不能實現與主軸端面和內錐面同時定位，所以標準的7/24刀/軸錐聯結在主軸端面和刀柄法蘭端面間有較大的間隙。在iso標準規定7/24錐度配合中，主軸內錐孔的角度偏差為“-”，

　　刀柄錐體的角度偏差為“+”，以保證配合的前段接觸，所以它的徑向定位精度往往不夠，在配合的后段還會產生間隙，如典型的at4級(iso1947，gb11334-89)錐度規定角度的公差值為13″，這就意味著配合后段的最大徑向間隙高達13μm，這個徑向間隙會導致刀尖的跳動和破壞結構的動平衡，還會形成以接觸前端為支點的條件，當刀具所受的彎矩超過拉桿軸向拉力產生的摩擦力矩時，刀具會以前段接觸區為支點擺動。在切削力作用下，刀具在主軸內錐孔的這種擺動，會加速主軸錐孔前段的磨損，形成喇叭口，引起刀具軸向定位誤差。

　　7/24錐度聯結的剛度對錐角的變化和軸向拉力的變化很敏感。當拉力增大4～8倍時，聯結的剛度可提高20%～50%，但是，過大的拉力在頻繁的換刀過程中會加速主軸內孔的磨損，使主軸內孔膨脹，影響主軸前軸承的壽命。

　　另外，如前所述，這種實心刀柄的錐聯結在高速旋轉時，主軸端部擴張量大于錐柄的擴張量，高速性能差，不適合超高速主軸與刀具的聯結。