随着现代制造业发展，机械加工作业量增加，作为制造业最常用加工工序之一的钻孔，其任务量愈来愈多，而硬质合金材料钻头在钻孔工序中应用较多，钻头用量增加直接影响到零件加工成本。经过到工厂多次调研发现，铁路部门正在加大力度进行铁路基础设施改造和建设，铁路提速就是重点基础项目之一。道岔是轨道结构的重要组成部分，也是轨道结构的薄弱环节之一，其加工质量决定着铁路运输系统的安全。道岔加工关键工序之一的钻孔工序中，由于道岔材料因素，所使用的钻头不仅影响道岔加工质量，而且影响加工成本。加工ZGMn13高锰钢道岔，钻头消耗量大。为了降低加工成本，满足加工质量要求，确定钻削ZGMn13道岔硬质合金钻头为本文主要研究方向。 本文回顾了ZGMn13高锰钢和硬质合金刀具材料发展历史及研究现状，阐述了ZGMn13高锰钢基本性能，并且突出了它的加工硬化现象。针对高锰钢道岔钻孔加工，优选了硬质合金刀具牌号。比较分析钻头刃磨方法，结合钻头磨制方法，设计了简单机械刃磨夹具。分析钻头切削部分几何参数对钻头强度影响。通过实验，验证分析结果，找出影响切削力的因素和刀具失效主要原因。 以往，确定钻头结构和切削部分几何参数，需做大量实验来研究，这样将花费很多时间，费用昂贵。本文提出应用分析软件分析钻头实体模型，根据分析结果确定几何参数。再通过少量实验进行验证。研究具有很好的经济性、实用性、使用性。 研究表明：钻头前、后刀面粗糙度严重影响钻头寿命，在钻头磨制时，粗糙度控制在0.8之内；设计的刃磨夹具简单、适用；通过改进横刃处结构，降低了横刃承受的轴向力、改善了横刃切削条件、消除了横刃两个外缘点应力集中现象、钻尖强度也得到提高，有效地提高了钻头寿命。研究结果为以后进一步研究奠定了良好的基础。