碳纤维复合材料(CFRP)因其比强度高、比刚度高等优越的机械性能,被广泛应用于航空航天、国防领域及交通运输领域。钛合金以其热强度高、比强度高等优良特性在宇航、化工等领域取得了不可替代的位置。但这两种材料加工性能差,是典型的难加工材料,在很大程度上制约着产品中碳纤维复合材料部件和钛合金部件的加工质量和生产效率。论文结合国家自然科学基金和国家863计划资助项目,针对采用PCD刀具分别钻削碳纤维复合材料与钛合金开展了试验研究与理论分析,对钻削过程、钻削轴向力、刀具磨损等问题进行了综合分析,研究工作和取得的成果如下:(1)采用同一把刀具、相同的工艺参数同时加工碳纤维复合材料和钛合金两种性质完全不同的难加工材料,这在目前的技术上是很困难的事情。为此,研制了新型超硬材料刀具——PCD刀具,有望实现碳纤维复合材料与钛合金叠层低损伤、高效装配制孔。(2)通过PCD刀具钻削碳纤维复合材料试验,分析了复合材料在切削过程中的切削变形、切屑形成过程,分析了钻头直径、主轴转速、进给速度、刀具顶角、刀片粒径等因素的变化对钻削轴向力的影响,确定了PCD刀具钻削碳纤维复合材料的合理工艺参数。(3)针对钛合金钻削导热性差、刀具磨损严重的问题,提出了变进给间歇钻削的加工方式。通过分析不同工艺参数对钻削轴向力与钻孔质量的影响,确定了PCD刀具钻削钛合金的合理工艺参数,为将来的变工艺参数的数控制孔新工艺提供可靠的工艺数据。(4)对PCD刀具钻削碳纤维复合材料的磨损特性进行了试验研究,分析了刀具的磨损规律,得出PCD刀具的耐用度;通过与硬质合金刀具磨损特性的比较,得出了PCD刀具在碳纤维复合材料制孔方面有较高的耐磨性,为碳纤维复合材料与钛合金叠层装配制孔与柔性装配提供高寿命刀具。