隨著飛機裝配數(shù)字化程度的提高及新型航空難加工材料鈦合金和復合材料的廣泛應用,傳統(tǒng)鉆孔加工越來越不能滿足加工的需要。螺旋銑孔技術作為一種新型的孔加工技術,相對傳統(tǒng)鉆孔加工尤其是難加工材料鈦合金和復合材料加工體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢,已在國外航空裝配現(xiàn)場成功應用,但國外采取了嚴格的技術封鎖。目前國內螺旋銑孔加工多采用傳統(tǒng)立銑刀,而立銑刀在加工中存在許多問題,因此需要獨立自主研究適用我國飛機裝配的螺旋銑孔專用刀具。首先分析了螺旋銑孔過程中刀具的運動特點,建立了刀具運動軌跡與切削速度的數(shù)學描述,并指出傳統(tǒng)立銑刀在螺旋銑孔加工中存在的問題。從解決立銑刀存在的問題出發(fā),借鑒群鉆對麻花鉆的改進,基于自由切削和分屑原理,設計了一種具有分布式多點陣端部切削刃的螺旋銑孔專用刀具。利用軌跡方程模擬專用刀具及立銑刀端部切削刃運動軌跡,對專用刀具的分屑作用進行分析；利用三維建模軟件模擬未變形切屑形狀,并與立銑刀對比,對專用刀具的切屑形狀、側刃與端刃切削比例進行分析。通過鋁合金、鈦合金和復合材料螺旋銑孔試驗,對專用刀具的分屑及制孔效果、使用壽命進行驗證,同時結合鈦合金孔出口切屑帽的形成分析了專用刀具端部切削刃設計對出口毛刺的抑制作用。最后從專用刀具幾何參數(shù)選擇出發(fā),結合相關的試驗、分析結果和刀具改進過程,對端部切削刃前角選擇、偏心距與中心刃選擇及端部切削刃多點陣分布進行分析。