目前,航空航天对钛合金/复合材料等高强度、低密度的材料需求越来越多。针对钛合金/复合材料加工的难题,螺旋铣孔工艺日益引起关注。螺旋铣孔工艺专门用于复合材料/钛合金等难加工材料制孔,其轴向切削力相对于钻削过程显著减小;属于断续切削,具有很大的排屑和散热空间。螺旋铣孔工艺能有效降低复合材料制孔时由于切削力过大引起的分层和出口缺陷的几率;使刀具在钛合金制孔时得到更好的冷却。螺旋铣孔设备可以广泛应用于航空航天等难加工材料的制孔作业。本文针对螺旋铣削工艺,围绕螺旋铣孔设备样机的研制,在以下几个方面展开研究。首先,在研究螺旋铣孔工艺的基础上提出两种螺旋铣孔方案;通过对比,选择滑块偏移机构实现螺旋铣工艺的径向偏移,在此基础上对螺旋铣孔设备样机进行整体和零部件设计,在Solidworks软件中完成螺旋铣孔设备虚拟样机设计,进行虚拟装配、干涉检查和运动仿真分析。其次,对虚拟样机进行有限元分析。模拟其在真实环境中的受力,完成对虚拟样机的静力学、动力学分析,并对螺旋铣孔设备的薄弱部件进行改进以达到设计要求。最后,对螺旋铣孔设备进行装配和运转调试。对装配完成的螺旋铣孔设备进行模态试验分析,了解物理样机的实际工作性能。通过比较试验结果与有限元分析结果,验证设计过程中正确使用有限元软件的作用并对造成误差的原因进行分析,为进一步改进样机作准备。本文完成了螺旋铣孔设备的研制工作,为今后进一步完善螺旋铣孔样机和开展螺旋铣孔切削参数优化提供参考和平台。