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碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics—CFRP)由于其具有高的比强度、比模量、比刚度,以及热膨胀系数小、抗疲劳性能好、及耐腐蚀等优点,被广泛的应用于航空航天、国防、工业、体育等领域。CFRP的钻削和切边加工是在CFRP结构件加工过程中频繁的操作工艺,但由于CFRP具有强度大、硬度高、各向异性等特点,加工质量难以保证,是典型的难加工材料。本文针对其难加工性,研制CFRP专用制孔与磨边加工刀具,并开展相关的试验用以评价刀具加工性能、分析加工工艺对加工质量的影响并提出钻削工具及磨边工具的参数优化方案,主要工作包括:(1)依据“依材设刀、依材制刀”思想,参考航空标准对根据零件尺寸精度要求,结合材料特性和套料钻结构特点,提出工具尺寸形位精度要求。对CFRP层合板进行钻削加工试验研究,分析CFRP孔的尺寸精度,获得套料钻基体尺寸与精度要求的优化方案。通过试验验证,证明了刀具精度控制方案的合理性。(2)针对钎焊金刚石套料钻,研究工艺参数对CFRP孔出入口质量的影响规律。并提出适合钎焊金刚石套料钻的加工参数,通过对应的验证试验,证明了该参数下可以实现CFRP零缺陷孔加工。(3)对钎焊金刚石套料钻钻削CFRP过程进行分析,研制新型的CFRP钻削工具——“带定心自动排屑复合材料钻削工具”,弥补金刚石套料钻定心难、排屑难的不足。并开展相应的试验,用以验证该新型工具设计的功能及合理性,结果表明该工具可以实现预期的功能并获得较好的加工质量。(4)研制CFRP专用磨边刀具,开展CFRP磨削试验研究,分析磨边刀具转速、金刚石粒度及金刚石排布间距对CFRP截面质量的影响规律。通过对结果的分析,提出钎焊金刚石磨边刀具的优化设计方案及加工参数优化选择。