碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)与钛合金的刚度、强度匹配性好,且在电化学方面具有良好的相容性。在飞机制造中,CFRP零件经常和钛合金零件通过铆钉或螺栓连接装配在一起。为了保证连接孔的位置精度,通常将两种零件预先装夹在一起,然后一次性钻孔。由于CFRP和钛合金都属于难加工材料,致使其叠层构件的高质量一体化制孔成为飞机制造中面临的一大难题。螺旋铣孔作为一种新型的制孔方法,在CFRP材料的制孔上具有明显的优势。但是CFRP和钛合金具有截然不同的材料属性,难以采用同样的加工参数对其叠层构件进行制孔。为此,本文研究了CFRP/钛合金叠层材料变参数螺旋铣孔方法,并基于灰色关联及主成分分析的多目标优化方法对加工参数进行了优化,为提高制孔质量提供试验数据和技术支持。通过试验研究了CFRP/钛合金叠层材料螺旋铣孔轴向力和铣削温度变化特征。结果表明,当刀具从CFRP层切出,刚刚进入钛合金层时,轴向力急剧变大,当刀具全部切入钛合金层时轴向力又有所减小。切削温度在切入钛合金层时也急剧升高,并在整个切削过程中逐渐上升。采用方差分析法研究了转速和进给量等加工参数对孔径误差、表面粗糙度、CFRP材料分层等方面的影响。发现提高转速有利于降低孔壁表面粗糙度,但CFRP层的孔径收缩变大,出口处烧伤严重。为了提高制孔质量,有必要减小钛合金层的主轴转速,采用变参数的铣孔工艺。根据CFRP和钛合金的材料属性,在CFRP层铣孔时采用较大的主轴转速和进给速度,在钛合金层铣孔时采用较小的加工参数。试验结果表明,在加工参数递减变化时,减小变参数区域的长度和参数改变次数有利于提高制孔质量。但是,由于这种方法在切入钛合金层时进给速度较大,所以仍然会引起轴向力的急剧增大,且主轴转速较大从而产生较高的切削温度。因此,论文又研究了使加工参数先减小再增大的变参数螺旋铣孔工艺,发现在这种制孔工艺下,有利于减小叠层区域的轴向力和切削温度,从而提高制孔质量。采用灰色关联和主成份分析方法对CFRP/钛合金叠层构件变参数螺旋铣孔工艺进行优化,从而获得叠层区域加工参数的最优变化规律。从轴向力、切削温度、孔壁表面粗糙度、孔径误差、CFRP分层损伤等方面对加工结果进行了分析,发现采用加工参数先减小再增大的螺旋铣孔工艺可以获得较好的制孔质量。