摘要: 碳纤维增强复合材料由于具有较高的强度、韧性、耐腐蚀以及良好的阻尼特性等被广泛的应用于航空航天等领域，已逐渐取代铝等传统的金属材料。据报道，在航空航天领域中，通过阻止边缘层分离的形成，机身上的碳纤维复合材料构件如短舱、机翼、机尾表面... 展开 碳纤维增强复合材料由于具有较高的强度、韧性、耐腐蚀以及良好的阻尼特性等被广泛的应用于航空航天等领域，已逐渐取代铝等传统的金属材料。据报道，在航空航天领域中，通过阻止边缘层分离的形成，机身上的碳纤维复合材料构件如短舱、机翼、机尾表面等部位被钻削了大量的微小孔，从而减少气流颠簸，换句话来说，通过延展层流来减少燃油的消耗。而碳纤维复合材料的微小孔钻削过程受到很多工艺参数的影响，比如转速、进给速度、加工方式等。目前对碳纤维复合材料钻削加工的研究中，国内外学者更多的是研究常规孔（3mm以上孔径，尤其以8mm居多），而对小直径孔的钻削加工少有人研究，因此，有必要展开针对碳纤维复合材料微小孔钻削的切削力、切削热与工艺参数相关的理论和试验研究。本论文主要分为以下几部分内容: (1)研究钻削的基本理论，主要包括切削变形与切屑的形成分析，切削力、切削热和切削温度的基本理论分析及其影响因素分析。 (2)进行了碳纤维复合材料板的高速微孔钻削试验，分别采用直接钻削盲孔、啄钻（完全退刀）盲孔、啄钻（部分退刀）通孔等三种钻削方式，研究了加工参数对钻削轴向力、扭矩的影响规律，采用二元线性回归的分析方法，建立并验证了钻削力与扭矩的模型。 (3)搭建碳纤维增强复合材料钻削测温试验平台，采用硬质合金麻花钻进行不同工艺参数条件（不同转速、进给速度）下的碳纤维增强树脂基复合材料小孔(2mm)钻削试验，研究了钻削过程中的温度变化情况、工艺参数对钻削温度和制孔质量的影响规律以及小孔的表面质量。首先通过热电偶测得了不同工艺参数下的钻削温度，分析了钻削过程的温度变化曲线，并讨论了工艺参数对钻削温度的影响，最后，通过回归分析得到了钻削温度与转速和进给速度之间的表达式。 (4)分析了微小孔钻削制孔中的出入口撕裂、毛刺缺陷的原因，并讨论了工艺参数对孔出口的毛刺面积、撕裂因子、小孔的直径、圆度误差的影响规律。通过在钻削制孔加工的出口处采用垫板、钻模板、AB胶涂层等加强出口侧强度的方式使得出口处的毛刺量大幅度减少、显著提升制孔质量，具有现实的意义。 收起