碳纤维增强树脂基复合材料(简称CFRP)具有比强度和比模量高、耐腐蚀性强、抗疲劳性好等优点,被广泛应用于航空领域。在飞机生产制造过程中,需要在CFRP上加工大量的螺栓孔或铆钉孔以便装配,且对加工孔的质量要求较高。而CFRP为铺层结构,具有层间结合力低的特点,制孔过程中过大的轴向力会引发出口分层、撕裂等加工损伤。螺旋铣孔过程中的轴向力大于CFRP的分层临界力是制孔出口分层形成的主要原因,为有效抑制CFRP螺旋铣孔出口损伤的产生,本文对螺旋铣孔刀具的端刃结构进行了改进设计,使刀具端刃线速度较低的中心区域不参与切削,进而避免刀具中心对材料的挤压作用,从而减小螺旋铣孔过程中的轴向力,最终达到有效抑制CFRP出口损伤的目的,主要研究内容如下:基于螺旋铣孔运动学原理,分析了螺旋铣孔未变形切屑及加工过程中轴向力的来源,分析了CFRP螺旋铣孔出口分层的形成机理,计算了螺旋铣孔过程中刀具端刃的线速度分布,分析出螺旋铣孔过程中刀具端刃仍存在切削速度为0的位置。定性地分析了CFRP螺旋铣孔的临界轴向力简化模型,通过试验研究了CFRP螺旋铣孔中刀具端刃对轴向力的贡献。同时提出了一种抑制CFRP螺旋铣孔出口分层的方法。引入立铣刀端齿隙角并分析了其在螺旋铣孔过程中的作用,分析了刀具端齿隙角对螺旋铣孔切削状态的影响,并推导出使刀具端刃中心不参与切削的条件:E_t<1。进一步在该条件下仿真了螺旋铣孔未变形切屑,通过仿真验证了临界条件E_t=1的正确性,分析了该条件下的未变形切屑主要几何参数,同时对螺旋铣孔切入和切出过程进行了仿真。仿真了E_t值大小对未变形切屑形状的影响,得到了刀具中心不参与切削的直径范围及端刃切削空程角度范围随E_t值的变化规律,同时在相同的E_t值条件下仿真了不同工艺参数的未变形切屑形状,分析了在相同的E_t值条件下不同工艺参数对刀具中心不参与切削的直径范围及端刃切削空程角度范围的影响。在CFRP上进行了螺旋铣孔试验,通过观察刀具端刃磨损范围的方法,对E_t<1时刀具端刃中心不参与切削的正确性进行了验证;分析了E_t<1时的轴向力和出口损伤,同时在不同的工艺参数下进行了CFRP螺旋铣孔轴向力试验,试验结果表明,在该条件下,轴向力及轴向力波动明显减小,出口分层损伤得到有效抑制,CFRP螺旋铣孔的出口质量明显改善。