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ISO 26623-1 多边形锥度接口带法兰接触面 — 刀柄尺寸与代号
PSC/Capto多边形刀柄连接 — 用于高性能加工的形状锁定扭矩传递
ISO 26623-1:2020 规定了带法兰接触面的多边形锥度刀柄的尺寸和代号系统——通常称为PSC（多边形刀柄连接）或Capto接口。这是该标准的第三版，在2014年第二版的基础上进行了技术修订：移除了80X规格、将图1拆分为6个图以提高可读性、增加了与ISO 22402-2介质传输单元的接口集成、增加了动平衡设计尺寸。与依赖摩擦传递扭矩的圆形锥度系统不同，PSC系统使用精密磨削的多边形（非圆形）截面，通过正向形状锁定传递扭矩，提供卓越的扭转刚度和定位重复性。
PSC多边形轮廓由精确的参数方程定义——x’ = Dm/2·cosφ − 2e·cos(2φ) + e·cos(4φ)，y’ = Dm/2·sinφ + 2e·sin(2φ) + e·sin(4φ)。磨削曲线在截面区域与理论值的偏差仅为+0到−0.007 mm，这充分展示了现代CNC磨削技术的精度极限。
刀柄尺寸范围和关键特性
标准涵盖32、40、50、63、80和100 mm六种规格。每个规格的偏心参数e均为0.7 mm，平均直径Dm为22 mm。刀柄通过法兰槽实现自动换刀，夹紧可通过使用夹紧段的环形槽或使用中心螺栓的内部螺纹来实现。扭矩通过多边形形状锁定传递，而非摩擦传递。规格代号示例如：POLYGON SHANK ISO 26623-1 – PSC 32。
| 尺寸 | d1 — 刀柄直径 (mm) | d4 — 螺纹 | b1 — 法兰宽度 (mm) | 夹紧力 (kN) | Dm — 平均直径 (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 32 | 32 | M12×1.5 | 28.3 | 15 | 22 |
| 40 | 40 | M14×1.5 | 35.3 | 20 | 22 |
| 50 | 50 | M16×1.5 | 44.4 | 25 | 22 |
| 63 | 63 | M20×2 | 55.8 | 30 | 22 |
| 80 | 80 | M20×2 | 71.1 | 40 | 22 |
| 100 | 100 | M24×2 | 88.7 | 60 | 22 |
工程设计见解
多边形几何的工程优势
PSC系统的核心创新是由标准图7中的参数方程定义的多边形锥度轮廓。与简单的圆形或三角形不同，这种优化的多边形提供三重工程优势：(1) 自定心能力——多边形几何在夹紧时自动将刀柄定位于夹头中心，无需额外的对准机构；(2) 通过形状锁定而非摩擦的高扭矩传递——彻底消除了限制圆形锥度系统在重切削负荷下使用的滑动风险，扭矩传递能力提高30%以上；(3) 多个可重复的角度定位——刀柄可以以120°间隔的3个位置分度（通过专门的5位配置），为刀具在机床中的方向提供灵活性。偏心参数（所有规格e = 0.7 mm）是最关键的几何常数——它决定了多边形的扭矩容量和自定心行为。e值过大会导致应力集中增加，过小则扭矩传递能力不足。
切勿在未经验证多边形轮廓的情况下混用不同制造商的PSC多边形组件。虽然标准严格定义了理论曲线，但砂轮修整轮廓和CNC磨削补偿的细微差异可能导致不同制造商的产品在静态配合时感觉正常，但在实际切削负荷下出现微动或失效。建议在更换供应商时进行完整的兼容性验证。
形状锁定扭矩传递——与摩擦系统的根本区别
在圆形锥度系统（如ISO 26622-1 KMTS）中，扭矩主要依靠锥度接口处的摩擦和驱动键传递。最大可传递扭矩与夹紧力乘以摩擦系数成正比，受限于接触面润滑状态和表面粗糙度。在PSC系统中，扭矩直接通过多边形形状传递，夹紧力主要用于维持法兰端面接触（决定轴向和弯曲刚度）。这种扭矩传递与夹紧力的解耦是PSC系统的根本性工程优势——在给定夹紧力下可以传递更高的扭矩，且系统刚度对夹紧力波动的敏感度显著降低。对于多任务车铣复合机床等需要高扭矩传递能力的应用场景，PSC系统具有不可替代的优势。
介质传输单元与高压冷却集成
2020年第三版的一个重要新增内容是按照ISO 22402-2集成了介质传输单元。这种单元通过空心刀柄内部安装，与夹头的冷却液供应通道对接，可实现高达80 bar（8 MPa）的贯穿刀具高压冷却液供给。在现代高性能切削加工中，高压冷却对于有效断屑、排屑和热管理至关重要。该接口的密封设计非常关键——即使0.5 mm的对中偏差也可能导致冷却液压力损失50%，使高压冷却的效果大打折扣。标准还在附录A中规定了通过设计的动平衡方案（包含排屑孔配置和材料去除位置），这对于10,000 RPM以上的高速应用至关重要。标准的附录B还提供了固定刀具用多边形刀柄的替代尺寸，为车削加工中的夹紧装置留出了额外空间。
PSC系统的设计实现了卓越的通用性——一种刀柄设计同时适用于旋转刀具（铣削、钻削）和固定刀具（车削）应用。对于使用固定刀具的车削应用，附录B提供了额外的夹紧装置空间尺寸，确保在车削中心上的可靠安装。这种跨应用的灵活性使PSC系统在从重型粗加工到高精度精加工的整个加工范围内都能发挥出色。
常见问题
问1：PSC (Capto) 系统与HSK或KMTS相比各有什么优缺点？如何选择？
PSC系统在扭矩传递能力和重复定位精度方面最优，但制造成本最高。HSK系统经济性好，适合通用加工，但在高扭矩和重载切削条件下不如PSC。KMTS（球锁）系统换刀速度最快（3秒以内），成本适中，适合频繁换刀的应用。选择建议：重载粗加工和高精度精加工选择PSC，通用加工选择HSK，频繁换刀的生产线选择KMTS。
PSC系统在扭矩传递能力和重复定位精度方面最优，但制造成本最高。HSK系统经济性好，适合通用加工，但在高扭矩和重载切削条件下不如PSC。KMTS（球锁）系统换刀速度最快（3秒以内），成本适中，适合频繁换刀的应用。选择建议：重载粗加工和高精度精加工选择PSC，通用加工选择HSK，频繁换刀的生产线选择KMTS。
问2：多边形锥面要求的最低表面硬度是多少？如何达到？
多边形锥面、内部夹紧槽和轴向接触面要求最低HRC 42。外部夹爪槽区域要求最低HRC 51。可通过整体淬火或表面硬化达到，具体取决于应用需求。对于高负荷应用，建议使用整体淬火以获得均匀的硬度和心部韧性。热处理过程需要特别注意控制变形，因为锥度精度可能在热处理过程中发生变化。
多边形锥面、内部夹紧槽和轴向接触面要求最低HRC 42。外部夹爪槽区域要求最低HRC 51。可通过整体淬火或表面硬化达到，具体取决于应用需求。对于高负荷应用，建议使用整体淬火以获得均匀的硬度和心部韧性。热处理过程需要特别注意控制变形，因为锥度精度可能在热处理过程中发生变化。
问3：PSC刀柄能否进行动平衡？如何实现？
完全可以。附录A详细规定了通过设计实现动平衡的具体方案，包括排屑孔配置（有/无数据芯片两种情况）、平衡材料去除位置和尺寸（h4至h8、l9、l16、r5等参数）。这对于10,000 RPM以上的高速应用至关重要。对于采用动平衡设计的刀具，排屑孔在制造时应采用平底结构，以减少不平衡量。
完全可以。附录A详细规定了通过设计实现动平衡的具体方案，包括排屑孔配置（有/无数据芯片两种情况）、平衡材料去除位置和尺寸（h4至h8、l9、l16、r5等参数）。这对于10,000 RPM以上的高速应用至关重要。对于采用动平衡设计的刀具，排屑孔在制造时应采用平底结构，以减少不平衡量。
问4：多边形参数中的偏心率 (e = 0.7 mm) 代表什么？为什么所有规格使用相同的值？
偏心率e是多边形参数方程中的关键常数，定义了多边形轮廓与圆形轮廓的偏差程度。e值决定了多边形轮廓的”棱角”程度，直接影响扭矩传递能力和自定心特性。所有规格（32至100 mm）使用相同的e = 0.7 mm，这是因为偏心率与直径的比值经过优化，可以在不同尺寸下保持一致的接触力学特性和扭矩传递效率。
偏心率e是多边形参数方程中的关键常数，定义了多边形轮廓与圆形轮廓的偏差程度。e值决定了多边形轮廓的”棱角”程度，直接影响扭矩传递能力和自定心特性。所有规格（32至100 mm）使用相同的e = 0.7 mm，这是因为偏心率与直径的比值经过优化，可以在不同尺寸下保持一致的接触力学特性和扭矩传递效率。
问5：第三版（2020）相比第二版（2014）有哪些重要更新？
主要更新包括：(a) 移除了80X规格；(b) 将图1拆分为6个图以提高图纸可读性；(c) 内部设计更改以适应ISO 22402-2介质传输单元的安装；(d) 增加了附录A中规定的通过设计的动平衡尺寸。这些更新反映了现代加工对高压冷却和高速动平衡需求的发展趋势。
主要更新包括：(a) 移除了80X规格；(b) 将图1拆分为6个图以提高图纸可读性；(c) 内部设计更改以适应ISO 22402-2介质传输单元的安装；(d) 增加了附录A中规定的通过设计的动平衡尺寸。这些更新反映了现代加工对高压冷却和高速动平衡需求的发展趋势。
