如今,深孔加工刀具在我国加工制造业所需刀具中占有很大比重,而枪钻作为深孔加工的一个重要组成部分,在很多领域都有广泛的应用。枪钻在加工过程中会出现过热、排屑不畅等问题,这些因素是枪钻发生磨损和破损的重要原因。因此研究枪钻设计优化方法,可以有效提高深孔加工过程中的刀具稳定性和工件的表面质量,实现我国制造业在枪钻刀具需求上的自给自足。枪钻加工过程中因为结构的特殊性,容易发生刀具的磨损,崩刃等问题,本课题针对此问题,通过分析枪钻的基本结构特征,对其几何参数和钻削能力的关系进行了深入的研究,并结合数学模型和仿真软件进行枪钻结构优化设计研究。首先以平面型后刀面双冷却孔枪钻为例,针对枪钻的钻削过程,依据金属切削原理并结合枪钻自身特有的结构求解出枪钻的钻削力和转矩的数学模型。其次通过Matlab对钻削力数学模型进行分析和验证并求解出某公司生产的枪钻的钻削力和转矩,并对其外角、内角、外刃第一后角、内刃后角和进给量这五个数据与钻削力和转矩的值的变化关系进行分析,直观的得出各个参数对钻削力转矩的关系,并利用多目标优化方法,求解出最优的枪钻角度参数集合。再次,利用SolidWorks建立枪钻的三维建模。导入DEFORM-3D对仿真切削的参数设置进行了合理的设定,通过对比未优化的枪钻结构参数与寻优后的枪钻在实际仿真的结果中的轴向力、扭矩、温度、磨损量等数据,验证寻优参数的可行性。最后,针对未优化枪钻和已经优化几何结构参数的枪钻,通过设置不同切削参数在同一台深孔机床上进行钻削实验,采用测力仪测量两组实验的轴向力和扭矩,振动仪测量钻削振动的振幅。通过比较两个枪钻的轴向力、扭矩和振动以及钻孔后的切屑形状和磨损情况,对枪钻的优化结果进行实验验证。