碳纤维复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer,简称CFRP)性能优异,在航空航天领域广泛应用,随着科技的发展,CFRP在汽车、高铁等领域的应用范围也持续扩大,其特点和优势不断得以体现。很多场合都需要对CFRP进行高质量制孔,但它作为典型难加工材料,制孔时容易出现撕裂、分层等缺陷,高效并且能够规避缺陷的制孔工艺参数是很多文献的研究重点内容。目前针对5mm以下的CFRP进行制孔机理和工艺参数研究的文献比较多,而针对20mm以上厚截面CFRP的研究内容则较少,本文基于螺旋铣削制孔工艺对24mm厚度的CFRP开展制孔工艺研究,以满足机器人末端执行器螺旋铣孔的工艺参数需求。本文具体的研究内容如下:首先,对CFRP材料制孔的国内外研究现状进行了归纳,并制定了厚截面CFRP的制孔步骤和方法;基于切削加工原理和铣削运动学理论分析厚截面CFRP制孔机理和缺陷产生的原因;利用ANSYS/LS-DYNA软件对厚截面CFRP螺旋铣削制孔过程进行数值模拟,分析加工过程中刀具和工件间温度分布及切削力变化趋势;讨论影响制孔质量的相关因素,并进行切削力建模,为后续的厚截面CFRP制孔实验研究提供理论参考。其次,基于数值模拟结果,确定多个铣削工艺参数的水平值,采用正交试验方法设计实验方案,并开展实验研究,以铣削轴向力最小为实验目标获得了最佳参数组合。在此参数组合的基础上提出添加微量润滑(MQL)、支撑垫板以及分步参数制孔方案,研究了三者对于制孔质量的影响,并获得厚截面CFRP的最佳制孔方案。最后,在螺旋铣末端执行器上,对厚截面CFRP开展了制孔验证实验。结果表明,出、入口质量、孔壁质量以及孔径偏差均能满足技术要求。本文通过制孔机理分析、过程仿真模拟和实验研究,得到了相关参数的影响规律,获得了最终优化的制孔工艺。