自1997年4月1日开始我国铁路就进入了高速发展的时期,覆盖全国的铁路网络也越来越密集。在铁路轨道交汇处的道岔作为连接整个铁路网络的重要部分,在使用过程中承受着比较大的冲击载荷。ZGMn13因为具有抗冲击性、耐磨性、价格低廉等优点而被选为我国铁路道岔的主要材料,但是ZGMn13所具有的较高韧性以及半封闭式的钻削环境使其在加工过程中出现切屑缠绕、挤压现象并引起道岔加工刀具的严重破损。本文的主要研究内容是以刀具结构改进为中心来解决道岔加工过程中的切屑处理问题。首先,建立了钻削过程中切屑断裂的简化数学模型,得到了影响断屑的主要因素为刀片结构、进给量和材料性质；建立了钻削过程中切屑流动的数学模型,得到了影响切屑流动的主要因素为断屑槽的尺寸；结合影响ZGMn13加工硬化的主要因素设计了具有良好切屑处理性能的新型刀具。利用Deform对普通结构、带断屑槽、带断屑槽及分屑槽三种不同结构刀具的ZGMn13钻削过程进行有限元仿真,得到了不同结构刀具的切屑处理情况、轴向力和扭矩的大小以及应力分布情况；结合仿真结果、刀具切削性能以及刀片的强度要求确定了新型刀具结构和刀片材料。对不同宽度断屑槽刀具的ZGMn13钻削实验结果进行分析,确定了适合ZGMn13钻削加工的断屑槽宽度；对新型刀具在不同进给量下的ZGMn13钻削实验结果进行分析,确定了适合ZGMn13钻削加工的进给量；比较了新型刀具在新进给量下和普通刀具在旧进给量下的实验结果,验证了刀具结构改进和进给量改进的可行性。