张 辉，李梅平，李海伟，杜 杰，郭飞燕

（1.航空工业沈阳飞机工业（集团）有限责任公司，沈阳 110034；2.中国航空制造技术研究院，北京 100024）

钛合金（Ti）/碳纤维复合材料（Carbon fiber reinforced plastics,CFRP）叠层结构在航空制造领域得到了广泛的应用。飞机的装配过程中，为了保证制孔精度进而提高接头服役寿命，需要采用一体化制孔技术，即一次性完成两种材料的制孔。CFRP由纤维和基体组成，各组分间的属性有较大差异，切屑呈碎断状态，其形成机制与钛合金差异极大。两种材料切削机理的差异是二者组成叠层结构制孔过程中产生高温、制孔质量差、刀具磨损加剧等问题的重要原因。因此，在钛合金叠层材料的一体化制孔中，提高制孔质量和延长刀具寿命，是保障飞机结构高可靠性服役和降低制造成本的关键所在。对此，国内外学者开展了大量研究，Ramulu等[1]选取高速钢（High–speed–steel，HSS）、含钴高速钢 （HSS–Co）、硬质合金刀具对CFRP/Ti叠层材料进行钻削试验，发现刀具寿命变短、基体老化和制孔质量差等问题，并且选用高转速和低进给速度的切削参数组合进行钻孔会降低刀具的使用寿命。Brinksmeler等[2]进行了CFRP/钛合金叠层结构的制孔试验，发现对叠层材料选取合理的切削参数可以获得较高的制孔质量。Zitoune等[3]进行了叠层结构制孔工艺试验，利用硬质合金刀具以不同参数进行制孔，发现叠层结构制孔质量对参数较为敏感。Park等[4]采用硬质合金道具和金刚石刀具进行CFRP/Ti叠层材料的钻削试验，通过对试验结果分析发现，切屑粘滞于前后刀面在持续切削中造成了刃口磨损，而对于金刚石刀具，钛合金的粘刀现象不明显，而高转速会导致切削温度升高、刀具磨损加剧，从而使切削力增大。……