随着科学技术的发展以及制造业要求的不断提高,特别是在现代汽车工业和航空工业,孔加工数量的需求和质量的要求呈大幅度上升趋势。此外,新型材料的不断出现以及复合材料等各种难加工材料在机械制造中的应用日益广泛,这对钻头提出了更高的要求。为了研制对应此要求的新型钻头,不仅需要高效的新型结构的刃磨机床,建立合适的刃磨机理,而且需要对钻头钻削力模型进行研究,针对钻孔过程中工件材料与钻孔条件的影响设计对应的钻头结构参数,因而为满足需要并提高钻削效率与钻削精度需要刃磨出优化结构参数的钻尖。本文面向高性能螺旋面钻尖的刃磨需求,开展了基于二并联机床的螺旋面钻尖刃磨技术研究和钻尖几何参数对于钻削力的影响分析及其优化设计。本文的主要研究内容有:1、深入进行了钻尖刃磨技术及钻削力研究工作,阐述了螺旋面钻尖数学模型、钻削力建模、钻尖刃磨工艺装备的研究历史及现状和遗传规划法在工程问题中的应用现状,提出了基于并联机床的高性能螺旋面钻尖刃磨研究的必要性和可行性。2、通过分析二并联机床的运动特性,得到了基于二并联机床的螺旋面钻尖的刃磨轨迹,刃磨轨迹对于钻尖磨削的影响与钻尖刃磨条件。运用虚拟弹簧方法(virtual spring method)对二并联机床进行了刚度建模和性能分析。根据钻头结构坐标系与机床坐标系的关系提出了基于二并联机床螺旋面刃磨机理,并且根据此机理分别建立了在机床坐标系上钻尖后刀面、前刀面及切削刃的数学模型。3、根据螺旋面钻尖数学模型,建立了基于二并联机床刃磨参数的螺旋面钻尖几何参数模型。为磨削出钻尖特定几何参数,建立了二并联机床的刃磨参数优化数学模型,且用遗传算法进行了其优化。最终对建立的螺旋面钻尖模型进行计算机仿真。4、针对遗传规划法,分别阐述了进化计算、遗传规划概述及基本技术,提出了基于多基因遗传规划法的建模原理。并且用已发布数据针对钻头钻削力建立了基于多基因遗传规划法的预测模型,对其结果比较分析,验证了此模型的准确性。5、通过二并联机床上钻尖刃磨实验和碳纤维材料(CFRP)的钻削实验,验证了本文中建立的螺旋面钻尖数学模型的准确性,,且获得了为建立基于钻尖几何参数的钻削力预测模型的实验数据。用多基因遗传规划法建立了基于钻尖几何参数的钻削力预测实验模型,而且验证了此模型的准确性,在给定的切削条件下得到了降低钻削力的优化钻尖几何参数。