随着工业的发展,在制造业行业中,保障产品质量的前提下,企业为了降低生产成本和提高生产效率,追求利益的最大化。数控加工中心成为必不可少的装备,在多工序加工时,会进行频繁换刀,则自动换刀装置在加工中心中的作用变得越来越重要。在减少换刀辅助时间的同时,也要使换刀机构尽可能减少故障率,以确保加工中心的自动换刀装置安全可靠运行,提高生产效率,需对自动换刀的结构进行优化分析。本文是以QYJ-21型卧式加工中心换刀机构为研究对象,目的是为了提高换刀机构的结构性能和增加结构的稳定性。文中采用Pro/E创建换刀机构各部件的三维实体模型,并导入ANSYS中生成有限元模型。通过有限元法仿真分析,把换刀机构中的关键件作为—个子结构进行强度、刚度、振动及疲劳寿命以及组合机构的动态特性等分析。具体过程为：首先,对自动换刀机构的进行结构分析,充分利用结构的特性,采用Pro/E对所研究的机构进行三维参数化实体建模,同时对所建模型采取相应的简化处理。通过Pro/E与ANSYA的无缝连接,把所创建的实体模型导入ANSYS中,生成相对应的有限元模型。其次,对换刀机构的工况进行分析,确定换刀机构中关键件(活动手指、固定手指、锁紧销和缸体)最大受力的工作状况；这种工况对所研究关键件进行静力分析和模态分析,得出最大工作载荷下关键件(活动手指、固定手指和锁紧销)在静力分析时的应力和变形云图,再进行判断：模态分析时得出关键件(活动手指、固定手指和缸体)的固有频率和阵型,针对得到的结果来分析结构不足的地方。然后,对自动换刀机构的结合部进行动态分析,对螺栓联接的结合部进行等效模型处理并进行动态分析,同时得到结合部的动态性能参数,找出薄弱模态,提出优化方案；在疲劳分析时,对该机构中关键件(活动手指和固定手指)的疲劳寿命进行计算。最后对缸体进行拓扑优化。本文对换刀机构的研究,是为QYJ-21型卧式加工中心换刀机构的改进提供理论依据,这些方面的工作是为了找出换刀装置的薄弱环节,提高加工中心加工换刀装置的可靠性。