在机器人自动化制孔过程中,叠层结构件之间间隙的存在给了毛刺形成和生长的空间,严重影响了制孔和装配质量。目前飞机制造自动化制孔中普遍采用单侧压紧的方式来消除叠层间隙,但是若压紧力过小,则叠层间隙难以消除,反之又会导致较大的工件变形,影响最终的紧固孔质量。因此有必要对机器人自动化制孔过程中所使用的制孔压紧力进行准确预测、优化。同时,考虑到主轴进给和转速也对叠层间隙有影响,有必要对压紧力、转速和进给进行组合优化。本文以机器人自动化制孔系统为研究对象,研究叠层制孔过程中压紧力等工艺参数的优化。通过有限元方法,分析了压紧力对刀具轴向力所产生的层间间隙的影响。考虑叠层初始间隙和刀具轴向力的综合作用,基于弹性力学原理对压紧力进行预测。采用田口方法对压紧力、进给、转速等工艺参数进行优化。本文第一章介绍了自动化制孔技术的国内外发展现状,以及叠层制孔过程中毛刺控制的研究现状,在此基础上介绍了论文研究的背景及意义。第二章介绍了机器人自动化制孔系统的结构和末端执行器的组成单元,分析了压脚的作用,阐述了制孔过程层间毛刺的形成以及影响毛刺形成的因素。第三章建立了叠层铝合金高速钻削加工过程的三维钻削有限元模型,分析了叠层制孔过程中层间间隙的形成,以及压紧力大小对层间间隙的影响。第四章详细分析了飞机壁板初始间隙的形成过程,在综合考虑壁板初始间隙和刀具轴向力的基础上,研究并提出了一种基于弹性力学原理和影响系数法的压脚压紧力预测方法。第五章以层间毛刺最小化为目标,采用田口方法对机器人制孔过程中的加工参数进行了优化,并进行实验验证。第六章对全文的研究工作进行总结,并对有待进一步研究的内容进行了展望。