深孔加工在机械制造领域尤其是特种设备的加工制造中有着举足轻重的作用,但是对于深孔加工刀具的基础理论研究仍比较缺乏。本文从分屑状态、冷却效果、切屑流动方向、中心刀片切削刃的位置、刀片所受切削力、工作角度等方面进行深入的研究,旨在揭示BTA深孔钻的工作机理,并为BTA刀具的结构设计与优化提供理论参考。主要研究内容如下:（1）研究了错齿BTA刀具的分屑机理,提出了各刀片切削截面的研究方法,“完全分屑”状态可进一步减小切屑宽度。对刀具进行参数化并给出分屑状态判据,对完全分屑状态下后刀面连通通道截面积与流量、后刀面发热量进行了简化计算,提出了主排屑孔的排屑协调方程。（2）对BTA刀具进行受力分析,通过实验得到实验刀具各刀片和导向条的受力情况。设计了满足排屑协调方程、散热均匀的优化结构,通过对δ、ε和排屑孔方向进行微调可以控制导向条的受力大小。（3）利用流体仿真对比了优化前后刀具后刀面空间的冷却效果,优化后刀具散热效率提高。对比了后刀面空间的切削液温度分布,优化后高温区面积减小,冷却效果得到改善。在中心刀片和中间刀片之间设置凸台,进一步改善了刀具的冷却环境。（4）研究了 BTA刀具切削刃与刀具中心的相对位置关系对切削状态的影响,指出中心刀片切削刃应低于并且横向覆盖切削中心。使用向量法借助于Matlab软件求解了切削中心附近的工作角度。研究了偏心距对最小后角和刀片附加切削力的影响,对刀具的偏心距进行优化,有利于提高中心刀片的使用寿命。指出实际使用中应注意BTA刀具结构对加工参数的要求,不合理的使用可能导致刀具过快磨损甚至造成加工事故。