钻削加工在机械制造领域中占据着重要地位,尤其在航空航天、高铁汽车及精密电子产业同样发挥重要作用,而麻花钻则是钻削加工中最主要的加工工具之一。随着制造业的不断发展,对于麻花钻的加工质量和精度要求也越来越高。然而,传统麻花钻生产中由于复杂的图纸绘画和公式计算,大大限制了研发效率,并在实际刃磨加工中由于砂轮的形状和安装位置不能很好确定而造成很多误差。如何提高新型麻花钻的研发和生产效率、提高麻花钻刃磨加工精度,从而满足现代钻削加工所提出的产量和质量的要求,对制造业具有重要意义。因此,文章针对麻花钻螺旋槽的结构特点,分析钻头各关键结构参数,建立简洁、精确的麻花钻螺旋槽参数化设计以及刃磨砂轮反求模型,并进行钻削仿真分析和钻削实验对刀具钻削性能进行验证。主要研究内容如下所示:文章以麻花钻螺旋槽实际刃磨加工工艺为依据,分析麻花钻螺旋槽各关键结构参数并构建联立方程。将螺旋槽截面槽型进行简化,采用曲线拟合方法求解螺旋槽的径向截形,改变麻花钻的关键结构参数分析对本模型的误差影响,并与实际麻花钻螺旋槽径向截面曲线进行对比验证。根据空间几何关系和数学方法建立螺旋槽曲面的数学模型,按照螺旋槽实际磨削加工机理,运用图形几何解法对砂轮刃磨螺旋槽时的位置进行分析,推导得出砂轮临界运动位置;采用等半径的圆柱代替砂轮进行磨削,进行干涉分析得到接触离散点,对接触处分区后,整理接触离散点得到最佳接触点,进行拟合得到所对应的砂轮截形。采用有限元仿真与实验相结合的方式,对参数化设计的麻花钻进行钻削性能分析。根据实际钻削加工工艺要求制定合理单因素实验方案,借助Third Wave Systems Advant Edge软件进行钻削加工仿真,对定做的麻花钻进行钻削Ti-6Al-4V钛合金的加工实验。对单一切削参数条件下麻花钻钻削加工实验的钻削力和扭矩等数据结果采集,对比相同切削实验条件下钻削力和扭矩的仿真值与实验值,误差均在10%以内,且数据变化趋势一致,验证了有限元仿真的可行性,并结合每个加工条件分析钻削力和扭矩的变化趋势及原因。随后控制麻花钻结构参数进行单因素钻削仿真加工,对比分析麻花钻的各几何结构参数对钻削性能的影响大小,为钻头几何结构参数的合理优化选择提供了参考依据。借助MATLAB软件的GUI功能对麻花钻螺旋槽参数化设计系统进行开发设计,对螺旋槽结构参数化设计模型和刃磨砂轮轮廓反求模型进行准确调用和运行,并将各结构参数对钻削性能的影响以数据线图表示,以实现对麻花钻螺旋槽结构的快速参数化设计,并对系统界面进行科学布局,将结果以图形方式展示,最后完成对系统的独立封装,形成独立运行的参数化设计仿真系统。