在飞机装配中,良好的制孔质量是飞机结构件长寿命和高可靠性的重要保证,因此积极开展航空材料制孔缺陷抑制研究显得至关重要。随着我国航空制造业的蓬勃发展和飞机部件自动化装配水平的不断提高,同时为适应新一代飞机的制造要求和提高飞机装配质量及效率,基于工业机器人的飞机部件装配制孔技术得到了广泛应用,而针对航空叠层材料精密制孔工艺还有待去突破,本文针对航空材料制孔中的一些工艺问题进行研究,主要研究内容如下:(1)阐述了金属钻削出口毛刺形成机理,详细分析了金属叠层间毛刺形成及与层间间隙的关系,分析了金属叠层钻削过程中层间间隙产生机理,通过数学分析和有限元仿真对层间间隙进行建模,得到了理论层间间隙和层间毛刺高度的关系,提出了通过减小层间间隙来抑制层间毛刺高度的方法,并通过压紧制孔试验得到了验证。(2)分析了复合材料钻削过程中出口分层的产生机制,发现轴向力是影响出口分层的主要因素,减小轴向力即可以减小分层。采用线弹性断裂力学、板壳理论和能量守恒定律等知识对普通麻花钻钻削复合材料产生分层的临界轴向力进行建模,并通过试验验证该模型有效。通过试验建立了CCF300复合材料钻削轴向力的数学经验模型,提出了产生分层的临界进给量,且得到了试验验证,并提出了基于变参数的复合材料出口分层抑制方法。(3)以工业机器人为载体,采用不同几何参数的麻花钻和三尖钻对碳纤维复合材料/铝合金叠层进行制孔试验研究,分析了麻花钻和三尖钻轴向力变化曲线及叠层间过渡区域材料作用机理和轴向力的变化,研究了刀具参数和工艺参数对轴向力和孔径精度的影响规律,比较了不同刀具的铝合金出口质量,并对刀具参数和工艺参数进行优化。