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近年来在国家政策的强力支持和国内碳纤维复合材料规模化发展的推动下,我国碳纤维复合材料钻削技术发展迅速,随之而来的是市场对碳纤维复合材料的加工质量也提出了更高的要求。但是现在国内碳纤维复合材料钻削技术还不是特别成熟,因此可能会造成很大的资源浪费和经济损失。所以,结合计算机对碳纤维复合材料的钻削过程进行仿真,优化传统的钻削工艺势在必行。本文以三维双轴向经编针织碳纤维复合材料钻削加工过程为研究对象,建立其细观钻削模型,通过有限元分析软件Abaqus对主轴转速、进给速度等参数与Z向钻削力之间的关系进行分析,初步实现三维双轴向经编针织碳纤维复合材料钻削加工过程的有限元仿真,并且进行了金刚石涂层硬质合金钻头和PCD钻头两种不同特性的钻头的中低速钻削实验,对两种钻头的Z向钻削力和其制孔质量进行了对比分析。本文的主要研究内容如下:(1)研究单向碳纤维复合材料的失效模型,分析切削过程中切削变形和切屑形成问题,并在分析了切屑的形成与纤维方向角关系后推导了切削力的理论公式。以标准麻花钻为对象,研究得到钻削加工过程中对碳纤维复合材料起主要破坏作用的是垂直于碳纤维复合材料表面的Z向钻削力的结论。(2)对三维双轴向经编针织碳纤维复合材料进行了模型简化,在此基础上建立了其钻削加工的细观模型,然后利用Abaqus有限元分析软件模拟了PCD钻头在主轴转速500rpm和进给速度110mm/min时的钻削过程,得到钻削加工过程中Z向钻削力。(3)对三维双轴向经编针织碳纤维复合材料进行了中低速钻削实验,建立了金刚石涂层硬质合金钻头和PCD钻头在不同工艺参数下的Z向钻削力回归模型,并对其进行了验证,结果两种钻头所建模型的平均误差都比较小,证明了模型的可靠性。并将实验结果与相同工艺参数下的仿真结果进行了对比分析。(4)分析了碳纤维复合材料进行钻削时出现的主要问题,对实验完成后的三维双轴向经编针织碳纤维复合材料进行了出入口加工缺陷分析、出入口形貌对比分析以及圆度分析。在实验结果对比分析的基础上为了获得更好的制孔质量进行了金刚石涂层硬质合金钻头的高速钻削加工实验,并对其结果进行了分析。