数控刀架是高精度数控机床加工中心的核心功能部件,其结构复杂,技术含量很高,制造加工难度系数大。数控刀架的结构和性能直接影响数控机床加工工件的精度、效率,并且与数控机床的精密度密切相关。本文以某型号伺服刀架结构为研究对象,对伺服刀架进行静力学、动力学特性研究,并对其关键部件端齿盘进行了稳健性优化设计研究。本文的主要工作内容如下：(1)对伺服刀架的三维CAD模型进行简化处理,利用有限元前处理软件HyperMesh对其进行网格划分,连接方式及边界条件的处理,建立伺服刀架整机有限元模型。(2)对三种加载工况下的刀架有限元模型进行静力学计算,对其刚度进行分析与评价；进行模态分析计算,得出固有频率和振型,分析伺服刀架的动力学特性。(3)基于提高伺服刀架整机刚度的目的,对刀架各主要零件和连接面进行灵敏度分析,确定端齿盘为影响刀架整机刚度的关键部件；对端齿盘结构进行分析确定其齿形角及内外齿长比为优化设计变量,并对端齿盘结构进行参数化建模。(4)对端齿盘结构进行稳健性优化设计,通过均匀拉丁方试验设计方法和响应面模型法,拟合得到设计变量与内端齿盘外缘的最大变形量(即端齿盘刚度)之间的响应面模型,用响应面模型代替实际模型对其进行稳健性优化设计。通过对端齿盘的稳健性优化设计,确定端齿盘的齿形角为45。,内外齿长比为2时端齿盘的刚度较好且具有较高的稳健性。