随着现代工业水平的提高和计算机技术的发展,CAD/CAM/CAE技术得到了越来越广泛的应用,企业对生产效率和工件加工精度的要求也越来越高。在实际加工过程中,影响金属切削的主要因素有:切削力、切削热和刀具磨损。切削力使切削层金属产生变形,并产生切削热。切削热会引起热变形,并加剧了刀具磨损。磨损后的刀具不仅直接影响工件加工精度和刀具的使用寿命,而且会增大切削力以及增加切削热的产生。可转位浅孔钻属于钻削刀具,而且运用比较广泛,因此研究可转位浅孔钻对生产实践具有重要的现实意义。实验法作为研究金属切削的传统方法,需要大量的工作时间和实验成本。而有限元法在理论上已经趋于成熟,有限元仿真在金属切削领域的应用也越来越全面且深入。由于有限元仿真分析精度高,并且经济、有效,已经成为研究金属切削的重要工具。因此,本文采用有限元仿真作为研究浅孔钻的方法。为了创建有限元仿真所需的三维模型,采用三维设计软件Solidworks建立可转位浅孔钻的实体模型,然后利用MATLAB软件对浅孔钻进行结构优化,并以优化后的参数对浅孔钻重新建模。本文利用DEFORM-3D软件模拟浅孔钻加工45钢的过程,从而得到钻削过程中的切削力、扭矩、切削温度及刀具磨损,并对优化前、后两种浅孔钻的切削力、切削温度和刀具磨损等进行对比与分析。优化后的浅孔钻径向合力几乎为零,扭矩波动程度降低,两刀片的磨损量都明显减小,切屑与刀具接触的表面温度的最高值也降低。为验证钻削仿真的正确性,本文采用均匀设计法拟定了钻削实验方案,并将三向测力仪、动态电阻应变仪、计算机以及数据采集与处理软件组装成测力系统。这为以后的钻削实验研究做好充分的准备工作,以及提供有价值的参考数据。