1.一种刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，包含：

测试箱体(1)，

所述测试箱体第一侧面嵌入并固定有模拟主轴头前端(3)，且延伸在测试箱体里面的模拟主轴头前端(3)部分之上设置有刀柄(16)，组成刀柄‑主轴结合部；

在测试箱体外面的所述模拟主轴头前端(3)部分与模拟主轴头后端(4)连接，并在所述模拟主轴头后端(4)设置施加轴向力给所述刀柄‑主轴结合部的轴向加载装置；

所述刀柄(16)的悬伸端，用于设置刀具(17)，组成刀具‑刀柄结合部；

所述测试箱体顶部嵌入并固定有径向加载装置，所述径向加载装置在测试箱体顶部的位置可调节，用于向刀柄(16)或刀具(17)施加径向加载力；

进行刀柄‑主轴结合部的径向刚度和角刚度测试时，所述刀柄(16)不夹持刀具(17)；调节所述径向加载装置的位置，并通过所述径向加载装置对刀柄(16)的悬伸端施加径向压力，使刀柄‑主轴结合部产生径向位移和角位移；第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)位于所述刀柄(16)的下侧，用于检测刀柄(16)相对于模拟主轴头前端(3)的位移；

进行刀具‑刀柄结合部的径向刚度和角刚度测试时，所述刀柄(16)夹持刀具(17)，移动所述径向加载装置的位置，并通过所述径向加载装置对刀具(17)的悬伸端施加径向压力，使刀具‑刀柄结合部产生径向位移和角位移；所述第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)位于所述刀具(17)的下侧，用于检测刀具(17)相对于主轴头前端(13)的位移。

2.如权利要求1所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，所述轴向加载装置包含：拉杆(5)、轴向加载螺母(6)、平面轴承(10)、轴向压力传感器(14)、碟形弹簧(7)、垫圈A(8)和垫圈B(9)；

所述轴向压力传感器(14)第一侧面与所述模拟主轴头后端(4)连接；

所述拉杆(5)依次穿过碟形弹簧(7)、垫圈A(8)、平面轴承(10)、垫圈B(9)、轴向压力传感器(14)、模拟主轴头后端(4)、模拟主轴头前端(3)后，第一末端接触所述模拟主轴头前端(3)设置的拉刀结构(11)；

所述轴向加载螺母(6)设置在所述拉杆(5)的第二末端；

所述平面轴承(10)防止旋转运动传给轴向压力传感器(14)，所述碟形弹簧(7)在使用过程中上紧所述垫圈A(8)和垫圈B(9)。

3.如权利要求2所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，所述刀柄(16)的上下两侧设置第一轴向位移传感器(21)、第二轴向位移传感器(22)，检测刀柄(16)在拉紧力加大的过程中对刀柄(16)的轴向倾斜情况。

4.如权利要求3所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，在所述模拟主轴头前端(3)设置轴向位移传感器支架(12)，支撑所述第一轴向位移传感器(21)、第二轴向位移传感器(22)；所述模拟主轴头前端(3)设置径向位移传感器支架(13)，支撑并移动所述第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)。

5.如权利要求4所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，所述径向加载装置进一步包含：径向加载座(18)，所述径向加载座(18)内设置有径向加载螺钉(19)，所述径向加载螺钉(19)的第一末端露在所述测试箱体(1)外面，其第二末端之上设置在径向压力传感器(15)的第一侧面；

所述径向压力传感器(15)的第二侧面设置压力头(20)，所述压力头(20)对所述刀柄(16)或刀具(17)施加径向加载力。

6.如权利要求5所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，测试箱体(1)上根据测试具体要求安装不同规格型号的模拟主轴头前端(3)、模拟主轴头后端(4)、刀柄(16)及刀具(17)；

所述装置还包含控制箱数显表和计算机，通过调节轴向和径向加载装置，测得结合部位移情况，由控制箱数显表显示；或由数据传输装置传送到计算机上分析，计算得到不同拉紧力状态下刀柄‑主轴结合部的静刚度，不同刀具‑刀柄配合长度、不同刀具过盈量下刀具‑刀柄结合部的静刚度。

7.如权利要求2所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，其特征在于，所述刀柄(16)锥柄部位于主轴头前端(3)内锥孔内；所述模拟主轴头前端(3)的拉刀结构(11)与所述刀柄(16)固定，对刀柄(16)施加拉力，以拉紧刀柄‑主轴结合部。

8.一种刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析方法，其特征在于，利用权利要求3‑7中任意一项所述刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，进行刀柄‑主轴结合部轴向刚度测试时，不夹持刀具(17)，不施加径向压力；拧紧松开轴向加载螺母(6)，对刀柄(16)施加不同大小的拉紧力，拉紧力大小由轴向压力传感器(14)测得；第一轴向位移传感器(21)、第二轴向位移传感器(22)，测得刀柄(16)相对于主轴头前端(3)的轴向位移；由轴向加载力‑轴向位移关系，得到轴向加载力‑结合部轴向刚度的关系；

进行刀柄‑主轴结合部的径向刚度和角刚度测试时，所述刀柄(16)不夹持刀具(17)；调节所述径向加载装置的位置，并通过所述径向加载装置对刀柄(16)的悬伸端施加径向压力，使刀柄‑主轴结合部产生径向位移和角位移；第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)位于所述刀柄(16)的下侧，检测刀柄(16)相对于主轴头前端(3)的位移；进行刀具‑刀柄结合部的径向刚度和角刚度测试时，所述刀柄(16)夹持刀具(17)，移动所述径向加载装置的位置，并通过所述径向加载装置对刀具(17)的悬伸端施加径向压力，使刀具‑刀柄结合部产生径向位移和角位移；所述第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)位于所述刀具(17)的下侧，检测刀具(17)相对于主轴头前端(13)的位移。

9.如权利要求8所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析方法，其特征在于，利用权利要求5所述刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，进行刀柄‑主轴结合部径向刚度和角刚度测试时，不夹持刀具(17)，旋转轴向加载螺母(6)确定一轴向拉紧力；调节径向加载装置的压力位置，对刀柄(16)悬伸端施加径向压力；通过调节径向加载螺钉(19)，使压力头(20)以不同大小径向压力作用于刀柄(16)，使刀柄‑主轴结合部产生径向位移和角位移；

建立刀柄‑主轴结合部坐标系O‑XYZ，径向加载力Fz作用于刀柄(16)悬伸端时，满足以下公式：

其中由第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)测得径向位移是δZA、δZB；刀柄(16)受径向加载力Fz产生的相对径向位移d0；刀柄(16)受径向加载力发生角位移d1产生的位移d1'和刀柄(16)受径向加载力产生的弹性变形d2；

这里假设刀柄(16)锥柄部不发生弯曲变形，因此只有刀柄‑主轴结合部的相对径向位移d0和角位移d1；

根据上述假设，通过有限元软件计算出刀柄(16)悬伸端的弹性变形d2；

则有如下公式：

其中，测得O点到第一径向位移传感器(23)的距离为l1；O点到第二径向位移传感器(24)的距离为l2；

由测量装置测得径向加载力Fz与δZA、δZB的函数关系，结合上述公式得到径向加载力Fz与相对径向位移d0的函数关系，进一步求导得到刀柄‑主轴结合部的径向刚度K0：由测量装置测得径向加载力Fz与δZA、δZB的函数关系，根据弯矩公式有M1＝FZ·l3；l3是O点到径向加载力着力点的距离；结合上述公式得到弯矩M1与角位移d1的函数关系，进一步求导得到刀柄‑主轴结合部的角刚度K1：

10.如权利要求8所述的刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析方法，其特征在于，利用权利要求5所述刀具‑刀柄‑主轴系统的结合部静刚度模拟测试分析装置，进行刀具‑刀柄结合部径向刚度和角刚度测试时，刀柄(16)夹持刀具(17)后，移动径向加载装置的位置，使其对刀具(17)悬伸端施加径向压力；确定一刀具刀柄夹持长度之后，通过调节径向加载螺钉(19)，使压力头(20)以不同大小压力作用于刀具(16)，使刀具‑刀柄结合部产生径向位移和角位移；

径向加载力Fz作用于刀具(17)之上时，满足以下公式：

其中先将第二径向位移传感器(24)置于刀柄(16)悬伸端末端，测得刀柄(16)悬伸端末端径向位移δZB后，再将第一径向位移传感器(23)、第二径向位移传感器(24)置于刀具(17)部分，测得径向位移δZA'和δZB'；刀具(17)相对于刀柄(16)受径向加载力产生的相对径向位移d3，刀具(17)相对于刀柄(16)受径向加载力发生角位移d4产生的位移d4'和刀具(17)受径向加载力产生的弹性变形d5；

测得刀柄(16)悬伸端末端到第一径向位移传感器(23)的距离为l4,刀柄(16)悬伸端末端到第二径向位移传感器(24)的距离为l5，解得刀具‑刀柄结合部的相对径向位移d3和角位移d4：由测量装置测得径向加载力Fz'与δZA”、δZB”的函数关系，结合上述公式得到径向加载力Fz'与相对径向位移d3的关系，进一步求导得到刀具‑刀柄结合部的径向刚度K2：由测量装置测得径向加载力Fz'与δZA”、δZB”的关系，根据弯矩公式有M2＝FZ'·l6                       (8)其中l6是刀柄(16)悬伸端末端到径向加载力着力点的距离；结合上述公式得到弯矩M2与角位移d4的关系，进一步求导得到刀具‑刀柄结合部的角刚度K2：