高速加工是近年来发展起来的高新制造技术之一，实施高速加工可以大幅度提高加工效率、减小切削力和切削温度、提高刀具耐用度和加工表面质量。在高转速工况下，主轴与刀柄联接系统是机床中最薄弱的环节之一，其联接性能直接影响和制约着高速加工的质量和效率，其研究受到国内外学者的高度关注。高速精密双面锁紧BTF刀柄是应用于高速加工的新型刀柄，该刀柄系统采用与国内主流加工中心的主轴端面结构一致的BT结构，具有很好的兼容性、适用性和通用性，因此对BTF刀柄结构和联接性能的研究具有重要理论意义和广阔的工程应用前景。本文在国内外新型刀柄系统结构分析的基础上，借鉴机械结合面建模与参数辨识理论方法，研究了BTF刀柄的结构和联接性能，主要内容为：(1)深入地分析了新型高速精密双面锁紧BTF刀柄的结构特征及工作机理，通过和传统的BT工具系统的比较，论述了其独特结构的优越性能，为正确建立数值模拟模型提供理论依据。(2)通过建立简化的BTF刀柄力学模型，分析其力学特性。研究表明增大端面轴向应力可以增加BTF刀柄对弯曲载荷的承载能力；而高速状态下，BTF刀柄-主轴锥形结合面处由于离心力会出现喇叭口状间隙，并在锥柄小直径端出现集中应力，这些特征将会影响其联接性能。(3)建立了BTF刀柄-主轴系统有限元接触模型，分析其结合面应力应变分布规律，发现增大拉刀力可以增大锥面接触率，减小刀尖点受载时的位移，但同时会引起较大的接触应力。进一步分析碟簧刚度对联接性能的影响，确定碟簧刚度为1.2KN/mm。同时对BT刀柄进行了对比分析，对比其接触率、接触应力分布规律和刀尖点位移，验证了BTF刀柄性能的优越性。(4)推导了刀柄-主轴结合部特征参数的频响函数辨识方法，并以BTF40刀柄-主轴结合部的特征参数辨识为应用实例，获得了结合部的特征参数。利用有限元软件对结合部进行精确建模，获得仿真模型的固有频率和频响函数，验证了结合部模型的准确性。(5)基于ANSYS二次开发BTF刀柄-主轴联接性能分析系统，为快速仿真分析BTF刀柄的动静态特性提供平台，对高速加工生产中正确使用BTF刀柄具有重要的支撑作用。对BTF刀柄结构原理和联接性能进行系统的研究，有助于提升我国高速加工工具系统的研发能力，缩小我国与工业发达国家在高速加工工具系统研究方面的差距，为高速加工工具系统的制造和使用提供有力的技术支撑。