刀具与主轴之间的联接问题，是高速加工中亟待解决的一个问题，因为当主轴转速达到上万转以后会严重影响刀体刚性，并在轴向产生窜动。

在现代机械切削加工技术中，高速切削越来越多地被提及，高速切削技术应用也越来越广泛。国内外机床生产商、刀具生产商也都向高速、高精度切削机床方向发展。

高速切削最大优点是能减少加工时间，显著提高加工效率，并获得更高的加工精度和表面质量。但是，高速切削也存在一些问题。首当其冲的就是刀具与主轴之间的联接问题，当主轴转速达到上万转以后会严重影响刀体刚性，并在轴向产生窜动。

高速加工要求确保高速度下主轴与刀具联结状态不能发生变化。但在高速时主轴前端锥孔由于离心力的作用会膨胀，膨胀量的大小随着旋转半径与转速的增大而增大，标准7/24实心刀柄膨胀量较小，在拉刀机构的拉力作用下，刀具的轴向位置会发生变动，产生轴向窜动。当转速更高时，主轴7/24内锥与刀柄7/24外锥会产生更大间隙，这时刀柄的联接刚性会急剧下降。

为解决这一不利因素的影响，北一圣和在消化吸收日本圣和双面锁紧刀柄的基础上，开发出了适应国内高速主轴的BTF系列双面锁紧刀柄系统。

双面锁紧刀柄采用蝶簧锥套形式（图1），刀柄设计为可轴向移动的锥套结构，刀柄主体最大移动量为0.4mm。当刀柄装入主轴后，首先以7/24锥面定心，拉刀机构将拉钉拉紧，把刀柄主体向左拉动，在拉力的作用下使刀柄法兰面与主轴端面贴紧，形成刀柄与主轴端面双面紧密结合。

当主轴在高速旋转时,主轴前端锥孔由于离心力的作用发生膨胀时，在拉刀力的作用下蝶簧进一步压缩，保持法兰端面与主轴端面紧密结合。

这种双面锁紧结构的优点是：

1.消除高速旋转时因离心力产生主轴锥孔膨胀而发生Z向窜动

BTF双面锁紧刀柄因采用蝶型弹簧方式来调整主轴和刀柄法兰端面之间的间隙，因而在主轴高速旋转，锥孔发生膨胀产生Z向窜动时,可以通过蝶型弹簧随时调整Z向间隙,始终保持主轴端面与刀柄法兰端面紧密接触。

另外,BTF刀柄Z向有0.4mm可调整量，刀柄在使用时首先对机床主轴端面尺寸加工精度要求不高，适用范围广泛。其次机床在长时间使用后,即使因锥孔发生磨损而影响到Z向的定位精度，使用BTF双面锁紧刀柄时也不会受到影响。这也是BTF双面锁紧刀柄的一大优点。

2.提高刀柄刚性

较普通7/24刀柄而言，双面锁紧刀柄又增加法兰端面定位，这样就使刀柄最大支撑直径由7/24锥面变为法兰外径，根据圆截面的惯性矩公式，刀杆的挠度与直径的4次方成反比，由此得出双面刀柄承受弯矩的能力比标准7:24刀柄承受弯矩的能力，对于BT40号刀柄提高了3.5倍，对于BT50刀柄则提高了3.9倍。因此双面刀柄的刚性优于普通7/24刀柄。

3.提高加工效率、延长刀具寿命

双面锁紧刀柄加工刚性明显提高，所以不仅在高速下有显著的优势，在低速切削下也有优势。在相同机床、相同刀具、相同切参情况下，双面锁紧BT刀柄刀具寿命比普通BT刀柄刀具寿命提高2.8倍。而在进给速度提高1倍的情况下刀具寿命仍比普通BT刀柄刀具寿命长。

4.减小主轴负荷，提高表面精度

双面锁紧刀柄与普通7/24刀柄相比在低转速、重切削情况下还可明显降低主轴负荷，提高工件表面加工质量

在相同机床、相同刀具情况下，双面锁紧BTF50刀柄载荷值更加稳定、加工表面更光滑。