叠层结构机翼单侧固定连接孔是整体式机翼装配连接的关键部位,其加工质量和加工精度直接影响整体式机翼装配连接的可靠性。该连接孔的加工包括三个工艺流程:首先对壁板和骨架形成的叠层结构制通孔,然后移开壁板,对内部骨架通孔进行扩孔,最后在扩孔的基础上锪椭圆窝。针对碳纤维复合材料(CFRP)壁板和铁合金材料的内部骨架形成的叠层结构机翼,目前通过钻扩铰和人工锪椭圆窝完成上述工艺流程的加工。该传统加工方式加工质量差,加工效率低,已不能满足整体式机翼装配制孔的要求。为实现整体式机翼装配中关键连接孔的加工,本文研究了螺旋铣和椭圆窝自动化加工工艺,其中利用螺旋铣工艺完成CFRP/钛合金叠层结构通孔加工,利用椭圆窝自动化加工工艺在钛合金通孔上锪椭圆窝。为进行上述加工工艺的研究,创新性地引入了多功能末端执行器制孔系统,以保证高效、自动化制孔。在利用多功能末端执行器制孔系统进行叠层结构螺旋铣孔加工中,钛合金切屑对孔壁的划伤作用导致CFRP孔壁加工损伤。为解决该质量问题,利用螺旋铣变偏心距加工的特点,提出了一种增加回程精加工工序的工艺改进策略,并设计实施参数正交试验实现了回程加工工艺参数优化。验证试验表明,改进后的工艺能够很大程度地改善叠层孔的加工质量,但对叠层孔的加工精度改善不明显。为提高叠层结构螺旋铣孔的制孔精度,基于改进后的工艺,建立了径向力-孔径误差神经网络离线模型,并结合在线补偿的方法对叠层孔孔径误差进行了补偿。结果表明,上述补偿策略能将叠层孔的加工精度提高到H9级精度以内。为实现钛合金通孔上的椭圆窝加工,本文进一步研究了椭圆窝自动化加工工艺。在椭圆窝加工技术研究中,构建了椭圆窝摆动中心计算公式,分析了造成椭圆窝窝型缺陷的误差源,并据此提出了一种基于窝型缺陷分析-反向抑制误差源的窝型参数调整策略。试验表明,采用调整后的窝型参数加工的椭圆窝,窝型尺寸理想,表面粗糙度达到Ra0.8,满足了整体式机翼装配制孔的要求。