钻削是工件制孔常用的技术，制孔质量与轴向钻削力，工艺参数、钻头形状及钻头材料等有关。轴向钻削力大小与制孔过程中产生的缺陷相关，研究人员对钻头在复合材料内部旋转期间产生的力进行微元划分，并建立轴向力模型来表明钻头在任意状态与轴向力的关系。本文来研究一下碳纤维板的切削技术研究。

　　试验定义纤维方向角为纤维与钻头钻削点切面之间的夹角，当θ=0°或180°时，轴向力达到最小，孔壁质量最好。当θ介于0°至80°之间以及180°至260°之间，孔壁质量较差。研究同时表明，当钻孔数量增加时，刀刃半径变大，轴向力急剧增加。

　　工艺参数对钻削加工也有重要影响。加工工艺参数不当会导致钻削温度升高，从而对材料造成一定的破坏。研究表明，钻削温度与主轴转速成正比，与给进速度成反比，并且与纤维方向角有关，当θ=90°时，钻削温度达到最高。加工工艺参数不仅影响钻削温度，也可能造成撕裂、孔壁质量差等缺陷。碳纤维复合材料撕裂长短与与主轴转速成反比，与给进速度成正比。孔壁质量随主轴转速的增加先增加后减少;当给进速度f<0.1mm/r时，孔壁质量与给进速度成正比，当给进速度f>0.1mm/r时，两者相关性不明显。因此应根据实际情况设置给进速度、主轴转速，使工件满足质量要求。

　　此外，钻头形状也会影响制孔质量。使用不同钻尖角的麻花钻对碳纤维复合材料进行加工，钻尖角增大，孔出口分层现象会增多，但是孔进口处的分层会减少。研究人员认为钻尖角在90°至108°时，分层现象最少。除了钻头形状，钻头材料也可以改善制孔过程中产生的缺陷。经研究发现，TiN涂层的钻头可减小轴向力，改善孔表面质量。研究人员发现钻石涂层钻头的使用寿命是普通钻头的10～12倍，并且可以减少分层。因此，他们建议使用钻石涂层的麻花钻，同时钻尖角应为为125°至130°，螺旋角为35°至40°，后角为10°至25°，使得碳纤维复合材料在钻削时分层现象最少。研究人员对比了陶瓷，金刚石，立方氮化硼涂层的钻头，发现金刚石涂层的钻头对制孔质量改善明显。研究人员也通过试验表明PCD涂层的钻头耐磨损性能好，甚至优于钻石涂层钻头。

　　综上所述，钻削制孔时可采用PCD涂层麻花钻，钻尖角在120°左右；钻削时根据实际情况控制合适的主轴转速、给进速度，并使纤维方向角θ介于0°至80°，以改善制孔质量。

　　除了切削、钻削等传统机械加工方法的研究改进，对激光加工、高压水切割的改进研究也将成为未来的趋势。激光加工过程几乎不会产生纤维断丝，也不会造成刀具损伤，但容易造成锥化与树脂基体热损伤。

　　研究人员发现激光诱导等离子体微钻孔技术，结果表明该技术相比激光加工，可减少树脂的热损伤，同时缩小孔上下面直径差值24%～32%，减少32%～47%锥化，使孔壁更光滑。研究人员将数控超高压水切割应用于碳纤维复合材料，证明该法在加工尺寸精度与表面平整度方面均优于机械加工。