钻削是一种应用广泛、切削过程复杂的加工方式,新型自锁式可换头钻头是一种较为高效的新型钻头,相对于传统麻花钻(又称:钻头)整体采用一种材料制作,自锁式可换头硬质合金钻头仅将作为切削刃的刀头部分采用硬质合金材料,刀体部分采用性能相对一般的普通合金刚,这样保证高效切削性能的同时大大节省了钻头生产成本;刀头与刀体采用自锁的连接方式实现快速定位和夹紧,装卸方便;而且一个刀体可以搭配多个刀头,刀头失效后,可以直接在刀体上进行更换;相对于传统钻头的外部冷却,自锁式可换头硬质合金钻头采用内冷却方式,在刀体的顶部和中部设有内冷却孔,刀具的散热和排屑更加快捷。新型可换头钻头具有诸多优点,但也存在一些问题,作为一种新型刀具,参数(包括钻头结构参数和切削参数)需要优化,在钻削过程中如果参数选择不当,会造成钻削力过大、钻头寿命短、产生颤振及钻头折断等,同时,影响表面质量和尺寸精度。因此通过分析切削力和切削温度研究这种新型刀具的切削性能具有重要意义!随着计算机技术在机械生产领域中的发展与运用,有限元仿真分析技术也在机械产品性能分析中得到了广泛应用。对切削加工过程采用有限元分析方法进行切削性能研究,已经成为了提高产品质量,减少生产成本的一种实用方法。本文在金属钻削加工的理论基础上,采用金属加工有限元分析软件AdvantEdge FEM对新型可换头钻头的钻削过程进行了研究,建立了新型自锁式可换头硬质合金钻头的有限元分析模型,通过正交试验法设计有限元分析方案,分析钻削过程中轴向力和扭矩以及钻削温度随钻削用量改变的变化规律,运用极差分析法得到最优的钻削用量。本文对每个变量进行了单因素分析,分析了主轴转速、进给量、钻头直径变化对钻削轴向力、扭矩以及钻削温度的影响,并且对钻头刀头进行了mises应力分析找出了钻头容易崩刃的关键位置,为钻头结构的改进、钻削参数的优化提供有效的方法和数据。为验证运用AdvantEdge FEM仿真软件进行可换头钻头钻削过程仿真分析的可行性与准确性,在数控加工中心进行了钻削加工实验,通过测力仪对相同工况下的切削力进行了测量,通过实验数据与仿真数据进行了对比,结论具有较好的一致性。论文的研究结果表明,本文建立的新型自锁式可换头硬质合金钻头的有限元分析模型,可以较好地对新型刀具的切削加工过程和切削性能进行数值分析研究,可以部分取代切削实验研究,是一种高效、低成本的虚拟实验研究方法,对切削加工过程的研究以及刀具产品的参数优化提供了一个非常有效的方法。