高速加工要求主轴与刀具的连接状态保持稳定，不发生位移。但是，传统主轴的7：24
前端锥孑L在高速运转的条件下，由于离心力的作用会发生膨胀，膨胀量加工中心的大
小随着旋转半径与转速的增大而增大；但是与之配合的7：24实,2,7J柄则膨胀量较小，
因此总的锥度连接刚度会降低，在拉杆拉力的作用下，刀具的轴向位置也会发生改变。
主轴锥孔的“喇叭口”状扩张，还会引起刀具及夹紧机构质心的偏离，从而影响主轴的
动平衡。
要保证这种连接在高速摇臂钻床下仍有可靠的接触，需有一个很大的过盈量来抵消高速
旋转时主轴锥孔端部的膨胀，例如标准40号锥需初始过盈量为15～20lxm，再加上消除锥
度配合公差带的过盈量(AT4级锥度公差带达13lxm)，因此这个过盈量很大。这样大的过盈
量要求拉杆产生很大的拉力，这样大的拉力一般很难实现。就是能实现，对快速换刀也非
常不利，同时对主轴前轴承也有不良的影响。
高速加工对动平衡要求非常高，不要求主轴组件需动平衡(凹．4级以上)，而且
刀具及装夹机构也需动平衡。但是，传递转矩的键和键槽很容易破坏这个动平衡。而且
标准的7：24锥柄较长，很难实现全长无间隙配合，一般只要求配合面前段70％以上接触。
因此配合面后段会有一定的间隙，该间隙会引起刀具的径向圆跳动，影响主轴部件整体结构
的动平衡。
键是用来传递转矩和进行圆周方向定位的，为解决键及键槽引起的动平衡问题，已研究出
一种新的7J／轴连接结构，实现在配合处产生很大的摩擦力以传递转矩，并用在刀柄上作标记的
方法实现安装的周向定位，达到取消键的目的。用三棱圆来传递转矩，也可以解决动平衡问题
加工中心。
主轴与刀具的连接必须具有很高的重复安装精度，以保持每次换刀后的精度不变。否则，
即使刀具进行了很好的动平衡也无济于事。稳定的重复定位精度有利于提高换刀速度和保持高的
工作可靠性。
另外，主轴与刀具的连接必须有很高的连接刚度及精度，同时也希望对可能产生的振动有衰减作用等。
标准的7：24锥度连接有许多加工中心优点：不自锁，可实现快速装卸刀具；刀柄的锥
体在拉杆轴向拉力的作用下，紧紧地与主轴的内锥面接触，实心的锥体直接在主轴内锥孔内
支承刀具，可以减小刀具的悬伸量；这种连接只有一个尺寸，即锥角需加工到很高的精度，
所以成本较低，而且使用可靠，多年来应用非常。
但是，7：24锥度连接也有一些不足：
(1)单独锥面定位。7：24连接锥度较大，锥柄较长，锥体表面同时要起两个重要的作用，
即刀具相对于主轴的定位及实现刀具夹紧并提供足够的连接刚度。由于它不能实现与主
轴端面和内锥面同时定位，所以标准的7：24刀／轴锥度连接，在主轴端面和刀柄法兰端面
间有加工中心较大的间隙。在ISO标准规定7：24锥度配合中，主轴内锥孔的角度偏差为“—”，
刀柄锥体的角度偏差为“+”，以保证配合的前段接触。所以它的径向定位精度往往不够高，
在配合的后段还会产生间隙。如典型的AT4级(1S01947，GB／T11334—1989)锥度规定角度的
公差值为131xm，这就意味着配合后段的大径向间隙高达131xm。这个径向间隙会导致刀尖的
跳动和破坏结构的动平衡，还会形成以接触前端为支点的不利工况，当刀具所受的弯矩超过拉
杆轴向拉力产生的摩擦力矩时，刀具会以前段接触区为支点摆动。在切削力作用下，刀具在主
轴内锥孔的这种摆动，会加速主轴锥孔前段的磨损，形成喇叭口，引起刀具轴向定位误差。
7：24锥度连接的刚度对锥角的变化和轴向拉力的变化也很敏感。当拉力增大4—8倍时，加工
中心连接的刚度可提高20％—50％。但是，在频繁的换刀过程中，过大的拉力会加速主轴内孔
的磨损，使主轴内孔膨胀，影响主轴前轴承的寿命。
(2)在高速旋转时。主轴端部锥孔的扩张量大于锥柄的扩张量。对于自动换刀(ATC)来说，
每次自动换刀后，刀具的径向尺寸都可能发生变化，存在着重复定位精度不稳定的问题。由于
刀柄锥部较长，也不利于快速换刀和减小主轴尺寸。
