随着科学技术不断进步,现代工业对数控机床加工性能要求越来越高。刀架作为大型数控机床的重要部件,起着固定、支撑刀具的作用,直接影响机床的加工精度、切削性能和效率。刀架的特性对于机床整体性能有着关键性作用,因此,对刀架进行静、模态分析、热分析,得到刀架的应力及位移、振动特性、温度分布和热变形等,减少机床在使用中出现的问题,为刀架结构优化提供依据。本课题以HT100型数控车床刀架体为研究对象,主要研究内容如下:(1)三维建模。根据刀架参数,利用SolidWorks软件对刀架体进行三维实体简化建模,以提高分析计算效率,并通过实验得到加工试验过程中所需参数。(2)特性分析。将刀架体三维实体模型导入ANSYS Workbench中,在四种工况下依次对刀架体进行静、模态特性分析及热特性分析,得到刀架体应力及变形图、振动特性、温度分布和热变形等。(3)优化设计。根据具体特性分析结果,在保证刀架体主要结构的基础上对刀架体进行优化,在满足实际要求的情况下简化刀架结构,减少运动惯性,提高机构灵活性和稳定性。(4)验证。依据优化结果修改刀架体三维模型,并对优化后刀架体进行以上特性分析,在对比刀架优化前后的最大变形和热变形,以及低阶模态,验证优化后刀架体是否满足要求。分析结果表明,刀架优化后其静模态特性依然满足机床的设计和使用要求。通过本课题研究,不仅为机床制造业进行刀架结构设计提供了可行性的参考依据,而且对类似车床刀架或数控车床其他重要部件特性分析及研究提供重要指导意义。