实际生产制造中使用的麻花钻大多数是直线刃、直线发生线前刀面，这类麻花钻的切削角度分布不合理，切削力大，影响钻头切削性能，存在着较大的改进空间。为提高麻花钻的切削性能，减少切削能耗，传统的优化研究集中于钻头后刀面的刃磨，如群钻；对于前刀面螺旋沟槽的发生线的改进研究较少。本文以降低钻削能耗为目标，在钻头后刀面上寻找最节能刃形，以此刃形为发生线产生钻头螺旋前刀面，完成给定结构参数钻头的节能优化设计。主要研究工作如下：应用“平面表像法”建立任意刃形麻花钻的工作角度计算模型，建立二次曲面后刀面麻花钻数学模型及其结构角度与刃磨参数的关系模型，优化求解二次曲面后刀面麻花钻的刃磨参数。提出基于平面表像法与多关节联动的刀具刃磨位姿调整方法，刃磨出尽量涵盖钻头沿刃线的不同切削角度组合的车刀，进行单元刀具切削试验。应用“单元刀具线性综合法”，结合单元刀具三维切削力经验公式，建立计算任意刃形麻花钻钻削力的泛函模型。改进dijkstra算法，应用于锥面后刀面、平面后刀面两种麻花钻刃形节能优化设计，在麻花钻后刀面上优化得到最节能刃形路径。改变锥面后刀面麻花钻结构参数，建立最小功率与结构参数的模型，指导钻头结构参数的选择。优化的四个钻头相比优化前其平均节能分别为12.153%，10.565%，12.068%，8.605%，节能效果明显。根据锥面后刀面钻头最小功率与结构参数的关系模型，在合适范围内选择最节能锥面后刀面钻头的结构参数，优化求解得到最小功率为777.622W，此时节能达21.32%，并对优化得到的麻花钻结构用有限元分析软件进行了强度、刚度和模态分析，发现均能满足使用要求。