深孔加工技术具有加工孔质量好、孔长径比大以及加工效率高等优点而广泛应用于机械制造领域,特别是在核电领域中,深孔加工是核电管板制造必不可少的关键工序之一。深孔加工的过程复杂,切削条件较差,加工过程中存在断屑、排屑、稳定性、导向性以及磨损等问题,使其成为制造领域的一项重要难题。本文以错齿BTA深孔钻头为研究对象,对钻头的设计理论和方法进行分析总结,基于SolidWorks构建钻头的参数化设计建模系统,运用有限元方法进行钻头结构与导向条接触仿真分析及相关参数优化,为错齿BTA深孔钻头提供参数化建模与优化设计平台。系统阐述了错齿BTA深孔钻头的工作原理、结构以及刀齿的排布问题。分析了钻头钻削时的受力特点,建立了钻削力模型。通过钻头的力平衡和稳定度分析,获得了两导向条位置角的设计区间以及刀齿工作宽度的分配。从排屑的角度,分析了影响切屑尺寸形态和排屑通道面积的参数,为刀齿断屑台及排屑通道的参数设计提供指导。详细分析了错齿钻头各部分尺寸参数对钻头性能的影响,总结了错齿钻头的设计方法、经验,完成钻头刀齿部分、导向部分、排屑部分以及刀体其它部分尺寸的参数化设计。对错齿BTA深孔钻头参数化建模系统进行需求、流程分析,给出了系统的整体结构,完成系统功能模块的设计。在深入研究数据库技术以及三维设计平台SolidWorks的二次开发技术基础上,完成钻头参数化设计、尺寸管理、自动实体建模三个主要功能模块的开发。通过对系统界面、程序结构的设计,实现了对系统各功能模块的整合及控制。采用该系统对钻头进行不同规格的建模测试,结果表明系统运行良好,钻头的设计效率得到很大的提高。采用错龄钻头建模系统建立钻头的几何实体模型,根据钻头实际的工作及受力情况对其进行前置处理,建立钻头的有限元分析模型。利用ABAQUS对钻头刀体强度及导向条接触情况进行仿真分析,获得刀体及导向条与孔壁接触部分的应力应变分布,并通过刀体的强度试验及实际工作情况验证了仿真结果的准确性。通过有限元分析方法对刀体结构参数进行优化,获得满足刀体强度要求的较优结构参数。研究了两导向条处于不同位置时与孔壁的接触情况,并以两导向条较稳定的接触区域,较小的接触应力及应力差为目标,对导向条位置角进行优化,获得最优的导向条周向分布角度。