高速加工作为高新制造技术之一，可以大幅度提高加工效率、降低切削力和切削温度、提高刀具寿命和加工效果。高速加工中刀尖颤动一直被广泛的研究，而刀尖颤动主要是由刀柄与主轴结合部的柔性连接引起的，精确辨识刀柄-主轴系统结合部刚度在预测机床主轴系统稳定性的过程中起着关键的作用。以单面锁紧BT型和双面锁紧BTF型为研究对象，提出一种包含转角自由度的结合部刚度模型。利用电压式加速度传感器测得加速度频响数据，通过残差补偿理论重构频响函数以消除模态截断及测试噪音的影响，重构频响函数结合有限差分法估算得到转角频响函数以构建较完备空间的频响函数，通过试验对比验证结合部刚度模型辨识结果的有效性，并通过大量的铣削试验对比两种刀柄的加工效果。主要研究的主要内容有以下几个方面：（1）研究了有限差分法理论以及转角频响函数获取方式。通过力锤敲击试验与LMS软件，获取多个测试点的位移频响函数。根据有限差分理论得到的位移-转角转换公式，可将这些位移频响转换为转角频响，通过结合部刚度辨识公式进而得到扭转刚度。（2）研究了基于频响函数的残差补偿方法，利用来自试验的频响函数，计算得到各阶模态常数，联立这些模态参数及系统的固有频率，代入含有残差补偿的重构公式可计算出理想的频响函数，这些重构频响函数提高了试验数据的精度，为有限差分法提供了更精确的数据，可有效提高辨识精度。（3）介绍了基于频响函数的结合部参数子结构耦合法辨识方法，提出一种基于空间自由度较完备包含径向刚度和扭转刚度的结合部刚度模型-较大的提高了辨识精度，并通过有限元模型对比模态仿真数据与试验数据，验证了辨识的有效性。再通过基于机床的刚度辨识验证了BTF刀柄较好的抗弯特性。（4）通过多组刀柄在不同的工况下进行切削试验，对比BT40和BTF40型刀柄的加工效果，通过切削加工效率、刀具寿命及加工精度等方面验证了BTF40在各方面的优势。