公制锥度标准是一个在机械工程中非常重要的概念，用于实现工具与主轴、刀柄与机床、零件与零件之间的快速、精确、自锁 的连接。

其核心标准是 ISO 1947 和 GB/T 157-2001 （中国国家标准，等效采用ISO标准）。

以下是公制锥度标准的详细解析：

一、核心定义：锥度

公制锥度的核心参数是 锥度

锥度

• $D$
  ：大端直径

  
  

• $d$
  ：小端直径

  
  

• $L$
  ：锥面的轴向长度（不包括可能的引导端或螺纹部分）

  
  

锥度值是一个比值，通常表示为 1 : X 的形式 。例如，1 : 20 表示在 20mm 的长度上，直径变化 1mm 。

二、主要公制锥度系列

公制锥度主要分为四个系列，每个系列有固定的锥度值：

1. 莫氏锥度 ：

   • 锥度值 ：从 No.0 到 No.7，锥度值不同，例如 No.4 为 1 : 19.254，No.5 为 1 : 19.002。虽然不是简单的整数比，但在全球（包括使用公制的地区）被广泛采用，通常被视为公制体系中的一部分 。

   • 应用 ：钻头、铰刀、铣刀等刀具的柄部，车床尾座套筒。

2. 公制锥度系列 (ISO 297) ：

   • 锥度值 ：固定为 1 : 20。

   • 尺寸 ：从 MT 0.5 到 MT 80（数字代表大端直径，单位mm）。例如，MT 4 表示大端直径约为 4mm 的 1:20 锥度。

   • 应用 ：较小尺寸的刀具柄部，一些测量仪器。

3. 7/24 锥度系列 (ISO 7388) ：

   • 锥度值 ：固定为 7 : 24（约等于 1 : 3.428）。

   • 特点 ：不自锁 ，需要拉钉机构拉紧。锥面主要起定位作用，扭矩通过端面键传递。

   • 应用 ：数控加工中心主轴刀柄 的主流标准之一，如 BT、DIN、CAT 等刀柄型号。常见规格有 BT30、BT40、BT50 等。

4. HSK 锥度系列 (ISO 12164) ：

   • 锥度值 ：固定为 1 : 10。

   • 特点 ：中空短锥 ，锥面与端面双重定位 。在高速旋转时，离心力会使锥面贴得更紧，刚度更高，动平衡性好。

   • 应用 ：现代高速、高精度加工中心 的首选刀柄系统。常见规格有 HSK-A63、HSK-E50 等。

三、关键参数与标注

一个完整的公制锥度标注或描述通常包括：

1. 锥度号 ：如 MT 4、BT40、HSK-A63。

2. 锥度值 ：1 : 20。

3. 大端直径

   $D$
   ：基准直径。

   
   

4. 锥长度

   $L$
   。

   
   

5. 锥角

   $\alpha$
   ：半锥角，
   $\tan (\alpha )=C/2$
   。

   
   

四、优点与应用场景

• 优点 ：

  • 高精度定位 ：锥面配合能自动对准中心，重复定位精度高。

  • 自锁性 （对于 1:20，1:10等锥度）：依靠摩擦力传递一定的扭矩，无需额外锁紧即可使用。

  • 快速装拆 ：相比法兰连接，装卸更快捷。

  • 无间隙配合 ：能消除径向和轴向间隙。

• 应用场景 ：

  • 机床主轴 ：连接刀柄（如BT、HSK）。

  • 刀具柄部 ：钻头、铰刀、铣刀（莫氏锥度、公制锥度）。

  • 测量工具 ：三坐标测头、标准心轴。

  • 零件连接 ：需要高精度同轴定位的场合，如某些轴-套配合。

五、与其他锥度体系的区别

• vs. 英制锥度 ：

  • 英制锥度（如布朗夏普锥度）的锥度值通常为 1 : 24 或 1 : 48，尺寸以英寸为单位。

  • 公制锥度以毫米为单位，锥度值系列也不同。两者一般不能互换 。

  
  

总结表格

在实际工作中，选择哪种公制锥度取决于机床主轴的接口类型、所需的精度、转速和扭矩能力。对于现代数控加工，HSK 和 7/24（BT） 是最常见的两大刀柄锥度标准。