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碳纤维复合材料(CFRP)是由质软的树脂基体与较强的碳纤维增强体复合而成的,由于其具有质轻、强度高、模量高、抗疲劳性能好等优点,在航空航天、汽车等领域已有广泛的应用。由于基体与增强体的物理特性存在很大的差异性,CFRP的力学性能呈各向异性,层间强度低,因此在切削时会出现撕裂、分层等缺陷,是典型的难加工材料。鉴于此,本论文进行了以下几方面的研究：(1)从单向碳纤维复合材料的切削模型着手,分析了不同纤维角θ下切屑的形成过程以及纤维角对表面粗糙度的影响。在0°≤0≤90°时,表面加工质量较好,90°<0<180°时,表面加工质量较差。(2)采用PCD刀具对CFRP进行镗削试验,研究了不同切削用量对切削力及孔出口撕裂程度(以孔出口撕裂因子作为评价指标)的影响,并与硬质合金YG6X刀具的加工质量进行对比。得出如下试验结果：切削力随切削用量的增加呈增大趋势；在孔出口撕裂程度方面,撕裂因子与背吃刀量基本无关,与进给量基本呈线性正相关,当速度增大时,孔出口撕裂因子先减小之后基本保持稳定,适当的提高切削速度能够减小孔出口撕裂程度；与硬质合金YG6X刀具相比,采用PCD刀具镗削加工CFRP能够获得更好的加工质量。(3)以孔出口撕裂因子及表面粗糙度作为指标,通过正交试验对PCD刀具的几何参数进行优化,得出合理的几何参数：前角γ0为15°,主偏角Kr为40°～45°,副偏角Kr’为8°,后角αο为5°～7°,刀尖圆弧半径rε为0.2～0.4mm。(4)对正交试验的因素进行极差分析,得到影响孔加工质量(试验以孔出口撕裂因子及表面粗糙度作为指标)的主次关系：对于孔出口撕裂因子而言,影响最大的因素是刀尖圆弧半径,其次是后角,主偏角和副偏角的影响最小；对于表面粗糙度而言,影响最大的因素是主偏角,其次是后角与副偏角,影响最小的因素是刀尖圆弧半径。(5)通过PCD刀具镗削CFRP后的表面粗糙度试验,证明这种工艺基本上能达到传统钻削、磨削加工的水平。在制较大直径的孔并且精度要求不是很高时,可以考虑采用PCD刀具对其镗削扩孔,这既能保证加工质量,又能提高效率。