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碳纤维复合材料(CFRP)具有较高的比模量和强度，因此CFRP在科学和工业领域引起了足够的重视。随着CFRP应用的扩大，对CFRP成型件的要求也越来越高，而孔加工在航空制造业中占有极其重要的地位。然而由于CFRP的各向异性，其制孔质量更加难以控制，这也就使得如何加工高质量孔的研究具有了极其重要的价值和意义。本文主要进行以下四个方面的研究: 首先建立CFRP旋刨制孔轴向力模型，根据旋刨制孔轴向力的理论公式得出:旋刨制孔过程中的轴向力不仅和CFRP层合板材料本身的特性有关，还和制孔过程中的工艺参数以及旋刨刀的几何参数密切相关，故可以通过变进给技术和改变旋刨刀的几何参数来降低制孔过程中的轴向力。 其次采用ABAQUS对旋刨制孔过程进行仿真，数值模型采用易损层和界面层，易损层的破坏准则采用三维的HASHIN准则，界面层通过粘聚力单元(CohesiveElement)实现。改变旋刨刀主偏角和副偏角进行仿真，得到相对较优的几何参数后，缩小取值范围，继续进行仿真。依据旋刨制孔仿真过程的结果，得出轴向力最小和孔的出口质量达到最好的刀具几何参数。 然后进行旋刨制孔实验，并测量制孔过程中的轴向力，发现实验和仿真的轴向力吻合度良好。测量孔壁粗糙度，用MATLAB进行拟合，发现平均孔壁粗糙度随着平均轴向力的增大而增大，可以通过减小旋刨制孔过程中的轴向力来降低孔壁粗糙度，改善孔壁质量;采用超声C扫描对CFRP层合板的分层情况进行检测，并采用分层因子对分层进行数值表征，发现降低旋刨制孔过程中的轴向力可以有效的减小分层损伤;观察旋刨制孔后CFRP层合板的出口质量，发现有较小的撕裂和毛刺等损伤。综合分析旋刨制孔过程中的轴向力和制孔质量，得到旋刨刀最终的几何参数组合。 最后分析旋刨刀的磨损形式，为旋刨刀添加金刚石涂层。对未涂层和已涂层的旋刨刀进行制孔对比实验，实验表明:已涂层的旋刨刀在旋刨制孔过程的轴向力和VB值都要低于未涂层的旋刨刀。提出可拆卸旋刨刀的设计构想，刀体结构对称于回转轴，两个刀片对称分布，切向排列，刀片用一个螺钉固定在刀槽内。