碳纤维复合材料(CFRP)因良好的性能被广泛应用于诸多领域，但它本身所特有的层间结构易导致在钻削加工过程中产生缺陷。分层缺陷是钻削加工过程中产生的主要缺陷之一，对复合材料结构件的承载能力和疲劳强度有很大影响。由于CFRP力学性能的特殊性和内部结构的多样性，在切削过程中，材料的变形过程远比金属材料复杂得多，这不仅与刀具形状及工艺参数等传统因素有关，还受纤维和基体属性以及纤维铺层方向的直接影响。

　　碳纤维复合材料钻孔属于半封闭加工，切削加工过程中产生的大量热不易被切屑和刀具带走，容.易导致刀具磨损。刀具的磨损不仅影响制孔质量而且也会影响制孔效率和增加加工成本。

　　由于导致分层缺陷的临界轴向力受切削刃的影响，因此刀具几何结构对于减小分层缺陷有着重要的作用。研究人员研究了五种刀具：120°顶角麻花钻、85°顶角麻花钻、锯齿钻、匕首钻、阶梯钻。研究表明，120°顶角麻花钻的分层因子最小，阶梯钻的分层因子次之，且与120°顶角麻花钻的分层因子相差不大。分层因子最大的为锯齿钻，达到了1.23左右。因此，该试验条件下最佳的刀具为120°顶角麻花钻，阶梯钻次之。

　　硬质合金涂层刀具常用的主要有普通涂层(如AITiN)和金刚石涂层等。研究人员对比研究了三种不同的刀具：未涂层硬质合金钻头、金刚石涂层硬质合金钻头和AITiN涂层硬质合金钻头。试验结果表明，金刚石涂层可以显著减少刀具的磨损，而AITiN涂层硬质合金钻头由于在钻削过程中出现氧化现象而未能有效降低刀具磨损速率。RedouaneZitoune等采用纳米涂层硬质合金钻头对碳纤维和铝合金叠层材料进行钻削加工。他们指出，在钻削CFRP过程中，采用纳米涂层硬质合金钻头可以显著降低粗糙度和轴向力。轴向力的降低可以有效预防钻削过程中的分层缺陷。

　　影响分层缺陷的因素很多，除切削参数和刀具外，还有其他重要的影响因素，如材料的预浸渍方式、导孔的影响、垫板的影响以及新工艺等。

　　以传统钻削加工为参照，分别利用螺旋铣削及传统钻削两种方法对C/E复合材料进行制孔试验，并对螺旋铣削与传统钻削刀具的运动轨迹进行分析。结果表明，切削温度是影响C/E复合材料制孔质量的重要因素。螺旋铣削制孔时的切削温度较传统钻削时降低69℃以上，降幅大于36%，因此有效避免了制孔出口处的撕裂及分层现象。

　　缝合技术作为一种复合材料液体成型预制体的有效连接增强的方法，其原理是通过缝合手段，使复合材料在垂直于铺层平面的方向得到增强，从而提高材料层间损伤容限，穿过增强织物厚度方向的缝线可以大大改善复合材料的层间性能。

　　分层作为钻削制孔过程中的主要缺陷之一，国内外学者已经对其产生机理和影响因素进行了深人研究。通过优化合理选择切削参数、采用不同几何形状和涂层的刀具是目前减少分层缺陷的有效途径。通过对国内外碳纤维复合材料分层缺陷的研究现状进行综述，今后可从以下方面加大对碳纤维复合材料制孔分层缺陷的研究：继续研究新的刀具及优化刀具几何结构参数以提高其切削性能；对复合材料进行深人研究，改善制造工艺，提高材料性能；建立完善、合理的仿真模型，以期达到对分层缺陷更准确的预测。