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公差设计质量直接影响产品的性能和制造成本。为提高主轴系统公差设计的质量和效率，提出了一种基于建模仿真的公差设计与优化方法。模拟BT40主轴系统的结构和装配过程，首先在CETOL6σ软件中建立主轴系统的数字化公差模型，利用该模型分析各主要公差对系统输出精度的贡献度和敏感度。然后以类比法公差设计作为原始方案，仿真检验其设计效果。最后以公差贡献度和敏感度为依据，对原有公差设计方案进行修正及优化。结果表明：优化后的方案显著提高了主轴系统的输出精度。