目前,热装工具系统在高速数控机床中的应用愈发普及。热装刀柄作为热装工具系统的重要组成部分,因为其多采用感应加热方式,具有高效、环保、易于控制等优点,又由于其自身具有较高的夹持精度,与其他刀柄相比,具有较好的刚性和动平衡性,因此在高速切削加工中得到了广泛的应用。本课题通过对热装刀柄加热的关键技术进行研究,基于电磁感应加热的基本原理,对刀柄加热过程中所需所需功率进行了分析。利用ANSYS有限元分析软件建立线圈与刀柄模型,根据磁场分布情况,结合刀柄与刀具的特殊配合方式,对不同结构的线圈进行分析,最终设计出合理的感应加热线圈结构。基于此线圈结构的磁场分布情况,结合刀柄实际的材料参数,建立磁-热-结构耦合分析模型,分析刀柄加热时的温度场和应变场情况,并对刀柄的理论装配加热温度和热疲劳寿命进行研究。基于以上理论及仿真分析,设计能够对国产刀柄进行加热的刀柄热装装置。首先根据电磁感应加热原理和热装刀柄加热的实际需求,设计热装装置的硬件系统框架,主要包括三相整流电路、全桥逆变电路、驱动保护电路、线圈与负载电路、按键显示模块和主控电路。制定了以STM32F103RBT6为主控芯片、IR2213为驱动芯片的控制方案。软件方案根据刀柄加热的实际情况进行制定,包括初始化模块、驱动信号生成模块、ADC采样模块、中断模块和参数调节模块组成。设计的软件程序可以对各项加热参数进行调节,可实现对不同规格刀柄的加热。最后利用研制的刀柄热装机,对成都森泰英格刀具公司的BT40-SF06刀柄和BT40-SF10刀柄进行大量加热实验,研究最终加热温度与各项加热参数之间的关系,同时验证了装置的可靠性。