深孔广泛应用于机械制造行业中，其功能具有不可替代性，但深孔加工设备和加工工艺特殊，封闭的加工环境和较大的钻削长径比带来了排屑困难、无法直接观察切削状况、加工系统刚度低的问题，常常为确保加工质量和避免切屑堵塞而不得不降低加工效率。本文针对上述问题，从提高加工效率、稳定加工过程、保证加工质量的角度出发，在前人所做工作的基础上，对负压抽吸机理进行了深入分析，对DF系统进行了结构优化和功能完善。首先，结合流体力学相关理论，建立了DF系统结构参数与负压抽吸性能的数学模型，得到了不同结构参数与负压抽吸效果的变化规律，其性能随射流间隙喷射角的增大而降低，随射流间隙宽度、后排屑通道内径的增加，先升到最高值后逐渐降低。其次，通过Fluent软件对负压抽吸过程进行仿真试验，发现将射流间隙线型改为锥线型，并且形状参数10和l/D21时，射流间隙造成的能量损失最小；同时，得到负压抽吸性能最佳时每一项结构参数的取值范围，并基于仿真通过正交试验法得到相关参数对负压抽吸性能的影响水平，确定出最优的参数组合。最后，在现有DF系统的基础上，结合所得结论和切削监测、切削机床、机械密封等相关理论，对负压抽屑器结构进行优化，并融合在线监测与动力传输功能，设计出集成在线监测功能的旋转DF钻削系统。