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碳纤维复合材料(CFRP)作为一种先进的复合材料，具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点，在航空航天、汽车等领域已有广泛的应用。但是CFRP力学性能呈各向异性，机械加工条件比较恶劣，层间强度低，切削时在切削力的作用下容易产生分层、撕裂等缺陷，钻孔时尤为严重，加工质量难以保证，是典型的难加工材料。 针对CFRP的难机械加工特点，本论文的主要进行了以下几个方面的研究： 1)在总结了CFRP钻削加工中产生的各种缺陷类型的基础上，分析了缺陷的形成原因，并建立了缺陷形成机理模型：以CFRP的二元切削为对象，在分析复合材料在切削过程中的切削变形、切屑形成等问题基础上，针对其中一种切削变形方式，对二元切削的切削力进行了理论推导；同时对钻削过程中产生的轴向力进行了理论推导，给出了各个钻削参数与轴向力之间的关系。根据CFRP缺陷特点，提出了评价毛刺和撕裂等缺陷的两种新方法：比长度法、比面积法；并对高质量钻孔给出了合理建议。 2)针对传统的CFRP钻孔加工工艺易产生毛刺缺陷等问题，开展了“以磨代钻”新工艺的研究，研制了电镀超硬磨料钻磨刀具，建立了新型电镀超硬磨料钻磨刀具的钻削模型，分析了少无缺陷钻孔的机理，并通过与硬质合金钻头钻孔质量对比，获得了良好的加工效果：对电镀超硬磨料钻磨刀具进行了磨损试验，并与硬质合金钻头进行对比，得出结论：电镀超硬磨料钻磨刀具寿命远高于硬质合金钻头，采用电镀超硬磨料钻磨刀具能够提高加工效率，降低加工成本。 3)构建了CFRP钻削加工切削力检测系统及钻削加工实验装置，针对两种典型的CFRP进行钻削试验研究。试验比较了传统的硬质合金钻头与电镀超硬磨料钻磨刀具加上CFRP时的钻削力，探讨了切削参数变化对钻削力的影响规律，给出了合理的切削参数范围。 试验结果表明：与传统的硬质合金钻头加工相比较，电镀超硬磨料钻磨刀具不仅能够有效地避免加工过程产生毛刺和撕裂等缺陷，提高了加工质量，而且能够获得的满意的加工效率。