孔加工是最常用的材料切除方法之一，根据行业的不同，其工序量达总加工工序量的20～40％。所以，钻削加工技术（钻头、制造钻头的工艺及设备、钻削机理与钻削工艺）一直是机械加工领域倍受人们研究的重要课题。 常用的钻头是锥面钻尖及普通螺旋面钻尖的麻花钻，但这些钻尖后刀面的加工机床刃磨运动关系较复杂，不便于准确控制钻尖的几何参数，因此，到目前为止，这两类麻花钻的几何参数仍规定有一个较大的误差变化范围。同时，随着高新技术产品的发展和需要，微孔（特别是精密微孔）的应用场合也越来越多。由于微孔尺寸小，要精确地制造微孔加工用的钻头是很困难的。而对现有的微钻头而言，国内外都使用平面钻尖，但平面钻尖存在一系列缺陷。为此，本课题就是要研究一种新型的钻头、新型钻头的刃磨技术及其刃磨装置，这种钻头刃磨时的运动关系简单、既能够精确地控制刃磨参数，又能够克服平面钻尖的一系列缺陷；这种新型钻头既适用于普通钻头，更适用于微孔加工的微钻头。本课题是国家自然科学基金资助项目（59775068）的一部分。论文着重在以下方面进行了研究： 1.回顾钻头及其刃磨技术的发展历程，评述几种常用钻尖后刀面的刃磨方法，总结微孔钻削技术的发展及其特点，分析并指出平面钻尖存在的一系列缺陷，提出研究运用于微型钻的新型钻头的必要性和可行性。 2.钻尖是钻头承担切削的最重要的部分，对钻头的研究主要是对钻尖的研究。针对常用钻尖所存在的问题，从钻尖刃磨原理及其运动关系的分析入手，提出一种全新的钻头，即非共轴螺旋面钻尖的钻头。建立了新型钻尖后刀面及螺旋槽的数学模型，阐述了求解这些数学模型的过程和方法，如何精确并唯一地求解出钻尖的刃磨参数。 3.要刃磨出新型钻尖，就要开发出新型钻尖的刃磨设备。如何使设计制造出的刃磨设备结构最合理、运动关系是简单、制造成本最低，这是我们要考虑的一个重要问题。为解决这个问题，就要对刃磨参数的敏感性进行分析。对刃磨参数的敏感性分析主要是找出哪一些刃磨参数对几何参数最敏感，以便于对最敏感的参数加以控制。从而达到简化刃磨运动关系、简化机床结构的目的，同时也为新型钻尖刃磨机床的设计和控制提供可靠的理论依据。本文的第三章就是为此而构思的。 4.对新型钻尖的几何参数进行了分析，建立了一系列几何参数的数学模型，这就可以定量地求出几何参数的数值，从理论上分析新型钻尖几何角度分布的合理性，这有助于对钻尖的参数进行分析和精确控制。同时，对各几何参数的分布都用曲线或曲面来表示， 湖南大学机械制造及其自动化博士学位毕业论文 摘 要以增强其可视性。 5．横刃对钻头的切削性能影响很大。首先，钻头人钻时横刃起着定心的作用，从而影响到所钻孔的形状、位置和尺寸精度；其次，横刃产生的轴向力约占钻削轴向力的50．60％，从而，影响到钻头的寿命；因此，要对钻头横刃的廓形、几何角度的分布进行分析。为了提高钻头的钻削性能，还应该对钻头的横刃进行修磨。横刃修磨的方法有多种，但由于微钻头本身尺寸小，因此，以往的横刃修磨法都不适合于修磨微钻头的横刃，需要寻找一种切实可行的简便方法。本文从建立横刃修磨的数学模型入手，针对微型钻头的特点，提出了更适合于修磨微型钻头横刃的方法。对横刃的几何参数进行了分析，提出了横刃锋角的新概念。作者认为：横刃锋角可以用作衡量钻尖处的特性。 6．研究并开发了新型钻尖的CAD与仿真系统。所建立的一系列数学模型是很复杂的，求解它们是一件很困难的事，而且要对不同设计参数的结果进行比较，其计算工作量很大。为此，本文建立了新型钻头的CAD与仿真系统，其目的是将所有的数学模型程序化，将计算结果可视化，这就可以有效地解决数学模型求解的难题，简化计算工作量，提高设计精度、可靠性和工作效率，为新型钻尖的计算机设计和仿真提供手段。 7．根据所建立的数学模型及其计算与仿真的结果，实际加工出了新型钻头的螺旋槽，并设计制造出了新型钻尖的实验刃磨装置，刃磨出了新型钻头，修磨出了新型钻尖的横刃，实测结果与理论和仿真结果很好地相符。这一方面从实践证明所建立的钻尖的一系列数学模型、理论分析及CAD与仿真系统的正确性；另一方面也可以从实践证明新型钻头的刃磨方法、刃磨原理及其运动关系的正确性：同时，也为进一步开发新型钻头的实用型刃磨机床打下基础。本论文的第七章描述了所开发的新型钻尖实验用刃磨装置。 吕．对钻尖的入钻过程（主要是钻尖在入钻过程中产生的漂移）进行了分析和实验研究，这对微孔钻削的研究有着重要的意义。 研究表明：传统螺旋面钻头（共轴螺旋面钻头）和锥面钻头，其刃磨运动关系复杂，机床结构复杂，调整困难，刃磨时机床的运动坐标数多，参数难以控制，因此，虽然这两类钻头在实践．中被广泛采用，但由于在技术上存在上述这些难度，所以就不能经济地、精确地、高效?