重型车刀是对大型零部件进行加工的重要工具,而合适的重型车刀夹紧机构可以有效改善刀片以及刀片支撑面的受力情况。在夹紧机构中,紧固螺钉的预紧力会直接影响刀片承受的夹紧力,而夹紧力大小的变化会直接影响刀片以及刀片支撑面的应力场分布情况。目前国内外对于重型车刀夹紧机构的研究较多,但是对于刀片紧固螺钉的研究很少,而且大部分生产厂商对于紧固螺钉的预紧多是依靠工人师傅经验进行预紧,对预紧力大小没有具体的规定。因此为了减小重型车刀车削工作时刀片的最大应力值,改善刀片支撑面的应力场分布情况,提高刀具的工作效率,保证加工精度,对于重型车刀夹紧机构以及预紧力的研究是有必要的。本文对常用的重型车刀刀片夹紧机构的结构和受力情况进行分析,基于不同夹紧机构的优缺点,提出一种新型的重型车刀夹紧机构,即锥孔球头杠杆式重型车刀夹紧机构。并得到夹紧机构中各主要构件几何参数对刀片最大应力值以及刀片支撑面应力场均匀性的影响情况。首先,基于赫兹接触公式以及杠杆平衡方程推导出未受切削力时刀片危险点应力的计算公式,以及刀片受到的夹紧力公式,为刀片受力情况的分析提供理论基础。再根据刀片危险点应力以及夹紧力的计算公式确定对刀片应力有较大影响的参数,最后结合模型装配以及理论计算两种方法对这些参数对刀片受力情况进行分析,确定最优的取值范围。然后,建立重型车刀的三维模型和有限元模型,利用ANSYS Workbench对影响刀片应力和刀片支撑面受力情况的参数分别进行单因素仿真试验以及正交试验,确定采用不同参数组合时刀片的受力情况,得到可以使刀片受力情况达到最优的一组参数组合。最后,对夹紧机构中的紧固螺钉进行仿真试验分析,得到采用不同的紧固螺钉的主要参数时刀片受力情况和螺钉受力情况,并得到最优的参数组合。通过观察不同预紧力下刀片和螺钉的受力情况,确定最佳的预紧力范围。