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高速加工技术是多种新兴技术的相互交叉、融合，是目前发展最为快速、应用领域广泛、经济效益显著的一种先进制造技术。HSK刀柄是目前高档数控机床应用最为广泛的高速加工刀柄之一，其与主轴连接的可靠性不仅关乎刀柄的使用寿命，而且对产品加工的质量和效率有重要的影响。 本文以HSK刀柄/主轴的连接为研究对象，通过理论分析和数值模拟，对HSK刀柄/主轴连接的接触特性和可靠性进行了系统的研究。本研究的主要工作及成果为: (1)首先，通过对HSK刀柄/主轴接触体型分析，建立HSK刀柄/主轴连接的接触模型，对其接触状态进行数值模拟，揭示了不同因素对接触应力分布和间隙变化及其特征参数的影响规律。 (2)其次，通过分析HSK刀柄/主轴接触间隙峰值、间隙端点的位置变动，研究了其间隙形成与变化，揭示出间隙在扩展和收缩时，靠近端面部分其间隙变化较为明显，远离端面部分其间隙变化比较轻微，而间隙峰值的位置则在中间一定范围内变动。 (3)第三，利用多因素正交试验法和数值模拟分析法，对HSK刀柄/主轴连接的锥面平均接触应力和间隙截面面积进行正交数值模拟试验，揭示出锥面平均接触应力的最显著影响因素是过盈量，间隙截面面积的最显著影响因素则是转速。为了保证锥面接触结合度保持在70％以上，确立了最优连接参数范围为夹紧力取18KN，过盈量取10～12μm，转速不高于25000r/min。 (4)第四，基于对HSK工具系统进行故障模式及影响分析，编制出HSK工具系统的FMEA表，建立出HSK刀柄/主轴连接的强度可靠性模型和传递扭矩可靠性模型，研究了夹紧力、过盈量和转速对HSK刀柄/主轴连接可靠性的影响，进而提出了提高HSK刀柄/主轴连接的可靠性的基本措施。 本文深入研究HSK刀柄/主轴连接的接触特性，分析探讨了HSK工具系统的可靠性，可为HSK刀柄合理使用提供技术支持，为合理评价高速加工HSK工具系统运行性能以及提高高速加工工具系统的可靠性奠定基础。