碳纤维增强复合材料(Carbon Reinforced Plastics Fiber,CFRP)因具有优异的综合性能在实际工程中应用广泛,然而碳纤维复合材料的机械加工难度大,钻削时易出现分层缺陷,这大大降低了材料的使用性能和使用寿命。因此,为了确保CFRP更好的应用于工程实践中,研究其在钻削过程中出现分层现象的影响因素及影响规律十分必要。主要完成了以下工作:(1)针对碳纤维复合材料钻削时易产生分层问题,以CFRP层合板为研究对象,考虑到材料界面失效后层合板各层之间接触产生摩擦对分层扩展的抑制作用,建立了CFRP层合板钻削有限元模型,并进行了仿真。进而通过对比相同切削参数下仿真与实验分别得到的切削力曲线以及层合板分层位置,验证了模型的准确性,并结合仿真结果分析了钻削过程材料应力变化和分布规律以及分层分布规律。(2)采用不同制孔参数进行钻削实验,研究了制孔参数对分层程度的影响。通过对实验数据进行回归分析,得到了轴向力与制孔参数之间的关系,实现了对轴向力的预测。进而分析了转速和进给速度对轴向力的影响规律,结果显示采用高转速低进给速度,可以有效减小轴向力。(3)对实验板材分层程度进行了检测,发现钻入口和钻出口均存在分层缺陷,其中钻出口处分层程度远大于钻入口处,受制孔参数影响较大;钻入口存在少量分层或无分层产生,不受制孔参数影响。通过提取层合板钻出口位置分层缺陷的二维轮廓特征图,得到了包围分层破坏区域的最大孔径,并计算获得了相应的分层因子。进而采用回归分析法建立了分层因子与制孔参数之间的关系,实现了对钻出口分层程度的预测。最后以材料去除率最大为优化目标,进行了制孔参数优化,为实际应用中选取工艺参数提供参考。