碳纤维增强复合材料(简称碳纤维复合材料)具有比强度和比刚度高、抗疲劳性能好、耐热性优良等优点，已广泛用于航天、航空、汽车、体育娱乐及其它领域，是应用最广泛的一种先进复合材料。但由于其结构的特殊性，在钻削碳纤维增强复合材料时容易产生分层、出入口劈裂等缺陷。 除了应用普通立式钻床和手风钻外，为了更好地研究碳纤维增强复合材料钻削加工，作者对普通高速台钻进行了改进，使其增添了数档可调的自动进给功能。使用结果表明，改进后的高速台钻是进行复合材料高速钻削研究和其他材料的小孔高速钻削研究比较好的试验装置。 分别在高速和低速下对碳纤维增强复合材料钻削力进行了试验研究，探讨分析了各种切削参数变化对钻削力的影响，建立了综合考虑钻头直径、主轴(钻头)转速、进给量等多因素的具有实用价值的钻削力经验公式。 在钻削碳纤维增强复合材料刀具磨损试验中，分别用高速钢钻头和硬质合金钻头研究了钻孔个数、转速、进给量等钻削参数对钻头磨损的影响规律。并分别从钻削力大小变化和轴向力与扭矩比值变化来研究分析了钻头磨损的间接检测法。用埋入人工热电偶测量碳纤维增强复合材料孔壁温度的方法，分析讨论了同一板厚的不同深度、板的厚度、钻头直径、转速、进给量以及刀具材料等因素对钻削温度的影响。 钻削实验发现，由于各向异性，碳纤维复合材料在不同纤维方向角下切削时表面加工质量会有所不同。钻削过程中由于钻头不断旋转，因而切削方向与纤维方向间的夹角会不断周期性地变化，所以孔壁不同圆周方向上的表面质量会有所不同。 出口劈裂是碳纤维复合材料孔表层最大的加工缺陷，文中通过试验分析了钻削参数变化对劈裂大小的影响。 分层是碳纤维复合材料孔加工中的最主要缺陷之一，但在检测方面目前主要局限于复合材料沿厚度方向各层间分层的综合情况。采用氯化金渗透液检测法，成功地检测到了各层之间的分层情况，并对各层之间的分层与转速、进给量、钻头直径等工艺参数的关系进行了大量试验研究。文中还就孔最大分层(即出口侧1/2层之间分层)与钻削轴向力的关系拟合出了曲线方程，该公式对于工程实践具有一定的指导意义。 本文最后对碳纤维复合材料高质量制孔技术进行了实验研究与分析，实验结果表明，给出的几种特殊结构钻头可显著提高孔的加工质量。