钻削制孔是制造业中常用的加工方式,而圆度是评价制孔质量的重要指标之一,但在制孔过程中的切削振动会严重影响孔的圆度,容易造成“波瓣”截面形状,因此对于高质量孔应尽可能减少乃至避免波瓣孔的出现。本文针对钻削过程中易产生波瓣孔的问题,研究了其形成机理,设计优化了专用刀具的结构,在此基础上进行了相应的工艺优化和刀具切削性能研究,主要包括以下几个方面:分析了波瓣孔产生的机理。建立了基于陀螺效应弯曲振动的运动方程,并将在旋转坐标系下的时滞微分方程转换为空间状态方程,通过离散时间矩阵方程来描述钻削刀具的连续状态;通过传递矩阵的特征值和特征向量,求得运动方程的特征解,进而揭示了低频振动和再生型波瓣孔的产生机理,主要受刀具钻尖振动频率和主轴转速频率耦合关系影响。分析了刀具结构对抑制波瓣孔形成的优化。首先研究了钻尖顶角、刀具横刃结构和刀具刃带宽度对钻削力、切削稳定性的影响,初步优化了刀具结构,发现两刃带刀具可通过增大刃带宽度提高切削稳定性,但较宽的刃带增大了刀具与孔壁摩擦,影响孔壁粗糙度;随后基于支撑结构离散化原理,减小刃带宽度、增加刃带条数,研究了不同刃带个数对钻削制孔的影响,并对刃带宽度和两切削刃的夹角进行优化,得到三刃带、两不对称切削刃的专用钻削刀具,可有效降低圆度误差。基于专用钻削刀具,通过2因素6水平试验,研究了制孔工艺对制孔质量的影响,以轴向力、孔圆度误差和孔直径为优化目标,得到了铝合金制孔时最优工艺参数（转速2500rpm,进给量0.26mm/r）。在最优切削工艺参数下进行了刀具性能试验,与普通钻削刀具相比,研究了孔直径大小、孔圆度误差和孔壁粗糙度随刀具磨损的演化规律,发现在加工150个孔范围内,孔圆度和孔壁粗糙度逐渐增大、孔径逐渐减小,但都优于普通钻削刀具的孔加工质量,且表明所设计刀具及其工艺减小孔圆度误差的同时,对孔壁粗糙度也有较大改善。本文通过波瓣孔成型机理的分析,低圆度误差钻削刀具的设计研制和优化实验,为高质量钻削制孔提供技术支持和理论参考。