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CFRP一般采用“近净成型”工艺直接制造成复杂结构件，实现材料结构一体化制造，减少装配连接数量，提高制造效率。但是，为了使CFRP构件能够达到最终零件所要求的几何尺寸、形状精度和表面质量，材料成型之后的二次加工是不可避免的。目前，碳纤维复合材料的加工方式主要涉及钻削、车削、铣削、磨削和特种加工（如水射流、激光打孔、超声振动钻孔等）。由于CFRP是由质软而黏性大的基体材料和强度高、硬度大的纤维增强材料混合而成的结构材料，其各向异性、低热传导率、低层间结合强度等特性使其成为典型的难加工材料。CFRP切屑去除机理直接影响零件已加工表面质量、切削缺陷与损伤、刀具磨损及使用寿命等。
与传统各向同性金属材料切削加工相比，CFRP材料去除过程更为复杂、可加工性更差、已加工表面缺陷更严重。这主要由复合材料非均质结构、各向异性力学特性及组成相的难加工性所造成。图1-6归纳了CFRP难切削加工属性来源。CFRP非均质性对切削加工过程的影响主要体现在刀具交替与增强材料和基体材料互相作用，在同一切削刃口的作用下，纤维和树脂的去除机理相异，极易产生严重的纤维拔出、树脂剥落、表面撕裂等缺陷，进而破坏已加工材料表面质量。复合材料各向异性对切削过程的影响主要表现在随纤维铺层方向而变化的纤维／树脂去除机理。如图1-7所示，当纤维铺层为θ＝0°时，材料去除机理为平行于纤维方向的纤维／树脂脱粘以及垂直于纤维方向的挤压弯曲断裂，被剥离的碳纤维沿前刀面流出，形成粉末状切屑；当纤维铺层方向在0°＜θ＜90°时，切屑去除过程为在切削刃作用下的纤维剪切断裂和沿纤维方向的层间剪切分离；当纤维铺层方向为θ＝90°时，材料去除机理为刀具挤压作用下的层间剪切断裂，并在切削刃底部发生层间拉伸断裂，形成表面微裂纹；当纤维铺层方向在90°＜θ＜180°时，切削状态为逆纤维切削关系，材料去除为铺层间首先发生层间拉伸断裂并向次表层扩展，随后碳纤维在刀具推挤作用下发生弯曲断裂和挤压剪切分离 ［23］ 。此外，组成CFRP的增强相和基体常为难加工材料，其增强相碳纤维具有高强度、高硬度和脆性特征，切削过程中极易产生剧烈的刀具磨损；而基体材料具备软塑难加工特性，其材料分离过程一般经历大塑性变形，并受高温软化和玻璃化转变的影响而使得增强材料失去应有的保护和支撑进而产生诸如分层、毛刺、撕裂等缺陷。
图1-6 CFRP的难切削加工属性
图1-7 不同纤维铺层方向下的CFRP切屑去除过程 ［24］
CFRP的可加工性主要由碳纤维和树脂基体的物理力学性能、纤维铺层方向及碳纤维体积分数含量所决定。其中，碳纤维物理力学性能和体积含量对CFRP可加工性能起主要影响作用。由于CFRP特有的各向异性、低热传导率、低层间结合强度及低耐高温性使其在切削加工过程中极易产生严重的表面缺陷和损伤，进而导致零部件的大量报废。以钻削CFRP为例，已加工孔壁常产生分层、毛刺、撕裂、纤维拔出、树脂烧蚀、微裂纹等多种形式与宏观微观多尺度的机械／热损伤，如图1-8所示 ［25，26］ 。
切削力是材料切削过程中各种物理现象的根源，切削力产生切削热，切削过程中的力、热共同作用影响已加工表面质量。为揭示CFRP切屑去除机理，近年来国内外研究者在复合材料切削力行为方面已开展了大量的研究工作。
Wang D H等 ［27，28］ 首次系统研究了CFRP单向层合板正交切削时的材料去除机理，探究了刀具几何角度、切削参数等因素对切削力、已加工表面几何形貌的影响，并通过正交切削试验对比了0°、45°、90°、135°四种典型纤维方向角下的主切削力和切深抗力。研究表明：不同方向下CFRP单向层合板的切削力有着显著区别；0°和135°方向上的切削力波动较大，45°和90°方向上的切削力相对平稳，并基于平均力的对比结果指出切削力随着纤维方向角的增大而逐渐增大。
图1-8 CFRP层合板常见钻孔缺陷
（a）孔出入口缺陷 ［26］ ；（b）孔壁缺陷 ［25］
Arola D等 ［29，30］ 研究了不同刀具几何角度对纤维增强复合材料正交切削过程的影响，并考虑了工件材料的方向性、切削参数等因素，得到了这些因素对CFRP切削力行为和切屑形成影响的先后顺序依次为：复合材料铺层方向、刀具几何角度、切削参数。当纤维方向在0°～90°连续变化时：在0°～60°随纤维方向角的增大，切削力缓慢上升；在75°和90°方向上切削力突然跃升至较高水平；在90°方向时切削力达到最大值。
Venu Gopala Rao G等 ［31-33］ 采用有限元仿真方法建立了CFRP单向层合板的正交切削二维模型，将树脂基体假设为弹塑性材料并应用内聚力（cohesive zone model，CZM）模型模拟基体撕裂，得到了与试验结果相一致的切削力预测结果，较好地解释了切削力行为和撕裂缺陷的形成。在0°～90°的范围内，随着纤维方向角的增大，切削力基本呈线性上升趋势。
张厚江等 ［34-36］ 建立了顺纤维条件下CFRP正交切削力模型。但由于模型简化较大，且未考虑刀具刃口钝圆以及工件材料回弹现象，切削力预测结果与试验结果相差较大。在10°～70°的范围内，切削力变化呈“U”形，两边界处切削力最大，40°～45°时出现了切削力的最低点。
综上可见，国内外学者对0°～180°变纤维方向角时的CFRP切削力行为解释存在不同的观点，对于不同方向下CFRP的切削力变化规律仍未获得具有全面说服力的解释，有关CFRP在切削过程中的力行为特征研究仍存在较多挑战。
热行为是切削过程中另外一个重要的物理现象。与传统金属合金相比，CFRP的切削热与切削温度都处于较低水平。尽管如此，常用的环氧树脂基航空CFRP一般对温度变化较为敏感，即树脂的工作温度较低，过高的工作温度会使热固性环氧树脂发生玻璃化转变，出现软化、碳化失效等不可逆化学变化。树脂的过热会直接导致增强相碳纤维失去保护和支撑，CFRP的强度和刚度也会因此失去。因此对于CFRP而言，切削过程中的热将间接影响切削力行为特征。此外，切削过程中产生的切削热在已加工表面上易累积引发缺陷形成，如烧伤、起毛、撕裂等。
Sreejith P S等 ［37］ 采用红外光纤传感器测量了高温酚醛树脂基碳纤维复合材料的切削温度，并通过比切削能获得了CFRP临界切削速度和临界切削温度。研究结果显示：试验所用CFRP的切削速度存在一个300 m／min的临界值，超过此速度值后切削温度会快速上升，而在此临界切削速度之前切削温度随切削速度增长缓慢。另外，根据切削温度和比切削能的关联分析获得了临界切削温度，在超过临界切削温度之后CFRP比切削能快速上升，即材料的切削功耗急剧上升、难加工性加大。Brinksmeier E等 ［38］ 采用人工热电偶的测温方法得到了CFRP／Al Ti叠层结构钻削温度和螺旋铣孔温度，并通过对比不同切削温度下的表面质量确定了切削温度对CFRP表面质量的主影响效应。当切削温度达到200℃左右时，CFRP加工表面出现了裂纹扩展现象；在切削温度达到100℃时，CFRP表面质量较高。在更高切削温度的已加工表面上则发生了树脂涂抹现象，虽然出现了可见的裂纹及碳纤维弯曲等缺陷现象，但复合材料表面粗糙度Ra值却更低。大连理工大学鲍永杰 ［39］ 通过多种试验方法研究了切削温度对CFRP钻削过程的影响作用，并发现在高切削温度条件下树脂的粘结与保护作用逐渐丧失，切削表面质量相应变差。通过加温模拟的方法研究了不同温度影响下单向铺层CFRP层合板钻削力与钻削加工质量，研究表明：切削温度对钻削轴向力的影响存在一个转折温度值；当钻削温度在175℃以下时，轴向力基本保持一致，而当钻削温度超过175℃之后，钻削轴向力呈迅速下降趋势，并在相同切削条件下发生了明显的层间分层缺陷。
目前，国内外学者对CFRP切削温度的研究仍主要集中在传统的实验测量上，对于CFRP各向异性传热特性、纤维树脂热传递建模、复合材料切削温度场分布、切削热对切屑形成机理、复合材料力学特性及表面质量的影响规律仍缺乏系统深入的研究。
CFRP具有各向异性特性，切削过程中的力热耦合作用极易在已加工表面产生严重的缺陷与损伤。受纤维切削角的影响，CFRP已加工表面质量与纤维铺层角密切相关。常见的CFRP加工表面缺陷主要包括几何形状误差（如表面粗糙度、圆度、圆柱度等）和物理损伤（如分层、撕裂、毛刺等）。目前，国内外学者对CFRP切削表面质量的研究主要集中在不同切削条件和铺层方向下复合材料表面形貌表征、表面粗糙度及分层损伤定量评价上。以下简述近年来国内外同行在CFRP切削表面质量研究方面的进展。
Sreejitha P S等 ［37］ 及Bhatnagar N等 ［40］ 从理论上分析了顺纤维、逆纤维、平行于纤维三种条件下CFRP切屑形成模式，并以此为基础研究了CFRP切削加工机理和表面质量形成规律。Wang D H等 ［27］ 通过实验研究了单向铺层CFRP层合板的正交切削过程，得到了典型纤维方向角条件下的材料去除机理：θ＝0°方向分层分离、θ＝45°方向切断分离、θ＝－45°方向弯曲剪切分离，并分析了已加工表面形貌特征。通过实验测量了典型纤维方向角条件下的CFRP表面粗糙度，并选择了Ra和Ry两种评定参数描述表面粗糙度轮廓，结果表明：θ＝0°和θ＝45°是粗糙度轮廓最差的两个方向，这与其他大多数研究者的结论完全不同。大连理工大学周鹏 ［41］ 针对碳纤维复合材料切削加工表面特征，指出CFRP表面粗糙度轮廓不应该用二维评定参数来描述，而应该使用三维评定参数Sa和Sq来描述，并围绕CFRP表面三维粗糙度轮廓评定过程，研究了测量方法、采样方法、评定参数对比等一系列问题，得到了较全面、较准确的CFRP已加工表面几何形貌评价。
在CFRP分层损伤评价方面，传统的评价方法仍集中在一维分层系数和二维分层系数。Shyha I S等 ［25］ 研究了刀具参数和切削参数对CFRP钻削加工过程的影响作用，通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）详细考察了不同条件下CFRP制孔质量。在钻削分层缺陷的评价中使用了一维分层因子，通过电镜直接测量最外层撕裂程度来获得分层损伤程度，并以此分层指标为目标进行了多因素的方差分析。Faraz A等 ［26］ 研究了CFRP钻削过程中刀具刃口磨钝现象，实验采用了二维面积分层因子评价出口分层来量化制孔加工质量，但研究中的分层度量仍基于一种三维成像功能较强的光学显微镜。为了精确地评价CFRP钻孔层间分层损伤，上海交通大学首次提出了基于超声波扫描的分层检测与评价方法，该方法应用超声扫描显微镜（scanning acoustic microscope，SAM）对复合材料出入口进行无损伤检测，并应用三维体积因子来定量评价CFRP制孔分层损伤程度，从而获得优于一维和二维分层系数的评价精度 ［42，43］ 。
目前，国内外学者在CFRP切削表面质量评价方面仍主要延续着金属加工表面完整性的评价方法，缺乏针对CFRP各向异性特性的表面质量评价体系及准确、全面的评价方法。在表面缺陷研究方面，现有研究则主要集中在试验观察和单独的缺陷形成机理分析，而未形成有体系性的缺陷形成机理解释。
CFRP在切削加工中的刀具磨损机理主要为磨粒磨损（abrasive wear）和刃口钝化（cutting edge rounding，CER），在某些条件下也可能形成月牙洼磨损和黏结磨损。刀具磨损机理与CFRP的增强相属性有直接关系，碳纤维有着极高的硬度（HRC53～65），刀具与工件的接触区域极易因为摩擦作用而形成剧烈的磨粒磨损，在此过程中一般伴随着显著的后刀面磨损现象。刃口钝化主要有两个来源：一方面，刀具刃口微崩刃以及刀具工件接触面内破碎纤维的微观摩擦作用，会导致刀具刃口的磨损；另一方面，CFRP的非均质性导致切削力波动极大，刀具刃口微裂纹容易产生，导致合金颗粒断裂或脱离基体表面。产生后刀面磨损的主要原因可归结为后刀面与复合材料纤维之间的摩擦作用以及纤维的回弹现象。此外，复合材料切屑粉末、颗粒的流出对后刀面磨损也有一定影响。过快的刀具磨耗造成切削刃的快速钝化及刃口钝圆半径的增大。在切削温度较高时，树脂材料易发生软化，弹塑性明显增强，切屑在前刀面的黏滞可能会形成一定程度的月牙洼磨损，已加工表面的回弹与刀具后刀面的相互作用也会引起黏结磨损。图1-9所示为钻削CFRP时发生的典型刀具磨损现象，即在刀具的后刀面发生了快速磨损，最大后刀面磨损宽度（VBmax）显著扩大 ［26］ 。此外，切削刃钝圆半径的增大也极为明显，切削刃的锋利度快速降低，而这些都源于高强度、高硬度碳纤维的存在，使得磨粒磨损机制成为主导刀具磨损的关键因素。
图1-9 CFRP钻削刀具后刀面磨损及钝圆半径增大现象 ［26］
由于CFRP碳纤维增强相和树脂基体在强度和硬度上有着明显的差异，导致刀具在切削时受到不均匀、周期性变化的载荷。CFRP的两相组成材料在热成型过程中也会由于热物理性能的差异以及成型工艺的原因造成内应力，在切削加工中这部分内应力的释放会使刀具受到非均匀的变化载荷作用。另外，碳纤维本身的硬脆性也会在切削加工中对刀具形成冲击载荷。这些因素综合作用的结果就是在CFRP切削过程中，刀具加工条件十分恶劣，受到低周的动态变化载荷以及冲击载荷的共同作用。因此，刀具的切削刃极可能在这种载荷条件下产生疲劳破坏或冲击破坏。当刀具强度不足或达到疲劳寿命时，就会发生崩刃等破损现象。表1-3给出了典型纤维增强复合材料，如CFRP、玻璃纤维增强塑料（glass fiber reinforced polymer，GFRP）和芳纶纤维增强复合材料（aramid fiber reinforced ploymer，AFRP）在切削加工中的刀具磨损形貌与磨损机理。
表1-3 车削不同纤维增强复合材料时的刀具磨损机制
（续表）
严重的刀具磨损和复合材料分层损伤是实现CFRP高效精密切削加工最具挑战的难题。针对刀具快速磨损问题，CFRP加工刀具需选择耐磨性好的刀具材料和涂层来延长刀具寿命。对于CFRP钻削分层，则可通过优化刀具结构和优化加工工艺来控制分层缺陷。当前，先进刀具材料和涂层技术、优化的刀具结构及加工工艺已成为实现CFRP高效高质量切削加工的重要途径。
CFRP在切削加工时，刀具后刀面以磨粒磨损为主要形式 ［48］ ，因此切削刀具必须具有良好的抗磨损性能。目前用于CFRP切削加工的刀具材料主要以硬质合金、聚晶金刚石（polycrystalline diamond，PCD）、化学气相沉积（chemical vapor deposition，CVD）金刚石涂层为主。硬质合金制孔刀具可以通过刃磨形成各种几何结构，有利于控制切削力分布，减小轴向力，加大钻削扭矩，防止分层并快速切断纤维；但是硬质合金刀具的抗磨损性能在CFRP制孔过程中仍存在不足，刃口磨损钝化将造成制孔质量下降，因此如何保持硬质合金刃口的锋利度成为制约其应用的主要因素。PCD刀具通过与硬质合金整体烧结后，再进行刃磨，可获得非常锋利的刃口，同时具有非常低的表面摩擦系数以及超高的硬度与强度，在CFRP制孔过程中可以很好地切断纤维，获得良好的制孔质量。CVD金刚石涂层具有接近天然金刚石的高硬度、高弹性模量、高热导率、良好的自润滑性及化学稳定性等优异性能，可大幅提高硬质合金制孔刀具的抗磨损性能，其极低的摩擦系数也使得CFRP加工过程中的摩擦力减小，切削温度降低，从而减小复合材料出口分层、毛刺、撕裂等损伤。此外，金刚石涂层硬质合金刀具综合了硬质合金材料和PCD材料的优点，在大幅提升刀具抗磨损性能的同时保持了硬质合金刀具抗冲击性能的优点，而在刀具生产成本上又远低于PCD刀具，已成为CFRP切削加工最具潜力的刀具材料。
在CFRP钻削加工方面，为改善复合材料制孔质量和效率，一系列专用几何结构刀具得到了开发与应用，如改型麻花钻（modified twist drill）、匕首钻（dagger drill）、多面钻（multi-faceted drill）、三尖钻（brad spur drill）、套料钻（core drill）等。麻花钻作为最常见的钻孔刀具，具有结构形式简单的特点。在CFRP切削加工中，大负前角的横刃易引起过大的轴向力并引起分层损伤。因此，通常采用X型或S型修磨方式来改变横刃几何结构。匕首钻严格来讲是一种钻、铰复合刀具，由于有周向侧刃作为主切削刃直接参与钻孔，更易形成无毛刺、表面高质量的孔。匕首钻在抑制毛刺生长方面的作用在许多实验研究中得到了证实。多面钻指钻头的后刀面多于2个，一般采用双锋角和双后刀面的钻尖设计来实现8面以上的后刀面。双锋角的作用主要体现在延长主切削刃、平均切削载荷、提高刀具耐用度，并在钻头外缘处形成一段锋角更小的主刃，有利于纤维的高效切断。双后刀面的作用则主要减小CFRP切削加工中的回弹现象，使刀具的后刀面尽量不与已加工表面发生摩擦。三尖钻则是在钻头外缘转点处设计两个凸出的尖刃口，专门用于纤维的切断，抑制孔出口毛刺及撕裂的产生。表1-4给出了CFRP钻削加工常用刀具几何结构。
表1-4 CFRP钻削加工常用刀具几何结构 ［42］
上海交通大学切削磨削与刀具研究基地已针对CFRP高效精密制孔加工开发了梯度纳米金刚石涂层，并与优化的刀具几何结构相结合，形成了复合材料专用制孔刀具。经过实验验证：采用纳米金刚石涂层钻头钻削CFRP时轴向力比无涂层钻头减小30％，可有效减少复合材料制孔分层损伤，并提高了刀具的抗磨损性能和使用寿命。
CFRP的加工方式主要分为传统机械加工和特种加工。当前传统机械加工方式如车削、铣削、钻削等依然是CFRP切削加工的主要手段，在航空航天、汽车制造等领域获得了广泛的应用和研究，但在切削过程中面临着刀具磨损过快、表面缺陷严重、废品率高、生产成本高等技术问题。为了解决传统机械加工方法由于刀具磨损与切削力热引发的加工精度、表面质量、生产环境较差等问题，特种加工方法如高压水射流、激光加工、超声振动加工等特种加工方式在复合材料加工中获得了极大的应用。
高压水射流法能够克服传统机械加工的部分缺点，对复合材料样品的厚度几乎没有限制，且加工阻力较小，不易出现分层和撕裂损伤。其原理为通过增压器，将机械能变成水的压力能，再通过喷嘴小孔将水高速喷出，形成高能射流，使水的压力能变成动能而完成材料切割的一种加工方式，如图1-10所示 ［49］ 。当水射流冲击被切割工件时，动能又重新变成作用于材料上的压力能。若压力能超过材料破坏强度，即可切断材料。其切割方式主要有三种：纯水射流、聚合物水射流和磨料水射流。纯水射流切割较软的材料；聚合物水射流向水中添加低浓度高分子长链聚合物，如聚丙烯酰胺，可增加射流密集度和射程，提高切割力和靶距；磨料水射流则通过前混合式（在喷嘴上游加入磨料）或后混合式（在喷嘴下游加入磨料）将磨料加入水中，磨料切割力约占90％，可切割硬材料。薄的复合材料可用高压纯水切割系统加工，厚度较大的复合材料必须采用磨料水射流加工技术。
图1-10 高压水射流装置示意图 ［49］
（a）纯水射流切割；（b）磨料水射流切割
水射流加工的优点主要包括：
①冷态切割，对材料无热影响或热损失，无热变形；
②点能源切割，可切割任何形状复杂的工件，而且可以从任何一点开始切，全方位自由工作；
③湿法切割，无粉尘、火花、烟雾、气味、热气等不良现象，安全卫生，劳动条件好；
④高聚能流射，又可加入磨料或聚合物，因而具有巨大切割力；
⑤切缝很小，切口质量高，可根据不同的需要进行粗切或精切。
图1-11 激光加工原理图 ［50］
激光切割作为一种成熟的热加工工艺，已经成功应用到复合材料的加工中。其原理为由激光器所发出的水平光束经透镜聚焦，在聚焦处聚成一极小光斑，使材料很快被加热至气化温度，蒸发形成孔洞，随着光束的移动，并配合辅助气体吹走熔化废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝，完成对材料的切割，如图1-11所示 ［50］ 。激光加工过程中无需装夹加工工具，可实现非接触式加工，减少了因接触应力而对复合材料带来的损伤；聚焦的高能激光束作用于材料局部区域的能量可达108 J／cm 2 以上，使工件材料瞬间熔化蒸发，实现高效率加工；由于聚焦光斑小，其热影响区小可以达到精密加工的要求， ［51］ 。根据激光器作用方式的不同，激光加工通常可分为两种：连续激光加工和脉冲激光加工。激光在加工脆硬材料时可一次成型，适应性强，但是其切割效率随着纤维铺层方向的变化而变化，切削方向的不同亦会导致热影响区发生变化。在切割CFRP时的缺点主要表现为加工后会产生一系列热损伤问题，如热应力、微裂纹、纤维拔出、材料分层等。此外，激光加工还常与其他加工方式组合形成复合加工。激光复合加工技术包括激光辅助切削技术、激光水射流复合切割技术、激光复合表面改性技术、激光复合焊接技术、激光与电火花复合加工技术及其他激光复合加工方法。
电火花加工主要通过悬浮于电介质中的高能等离子体的刻蚀作用，使表层材料发生熔化、蒸发或热剥离，从而达到加工材料的目的。加工过程中，脉冲电源的一极连接工具电极，另一极连接工件电极，当脉冲电压加到两级之间，便将两级间最近点的液体介质击穿，形成放电通道，由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中，放电区域产生的瞬时高温使材料熔化甚至蒸发，其加工原理如图1-12所示 ［52］ 。由于电火花加工过程中模具未与工件直接接触，故无机械应力作用于材料表面，可实现复合材料的微细化和复杂化加工。由于电火花加工对材料导电性有要求，目前其在复合材料上的应用还主要集中在金属基复合材料（如SiCp／Al）上。
图1-12 电火花加工原理图 ［52］
图1-13 超声振动加工示意图 ［53］
超声振动加工技术是在传统机械加工中刀具与工件相对运动的基础上，对刀具或工件施加超声振动，使刀具以20～40 kHz的频率，沿切削方向高速振动。在一个振动周期中，刀具的有效切削时间很短，大部分时间内刀具与工件切屑完全分离，刀具与工件切屑断续接触，切削热量大大减少，从而获得更好的加工性能，其加工过程如图1-13所示 ［53］ 。该技术可以明显提高已加工表面质量，显著降低表面粗糙度和切削温度，并减少微裂纹生成，同时降低加工成本，为CFRP的加工应用提供了技术途径。由于超声振动的引入，改变了材料去除机理，降低了工具与工件之间的摩擦力，减小了工具与工件之间的作用时间，增强了工具对工件的切削去除作用，从而有效提高材料去除率，减小切削力，降低切削热，减少刀具磨损，改善零件的加工精度与质量 ［54］ 。相关研究已表明：采用超声振动方式钻削CFRP，能够有效地降低钻削力和表面粗糙度，减少CFRP的出口分层与毛刺等缺陷，并能提高刀具寿命。
此外，针对复合材料及其叠层结构的钻孔加工，以啄钻和低频振动切削为代表的先进制孔技术在航空制造领域得到了广泛的推广和应用。该类方法在加工复合材料／金属合金叠层结构时可通过控制切削刃的切点轨迹来实现金属切屑尺寸的主动控制，有效降低金属切屑对复合材料孔壁的机械刻划作用。上海交通大学切削磨削与刀具研究基地已开发了复合材料／合金叠层结构低频振动钻削平台，可实现钻孔过程的自动化进给，提高复合材料及叠层结构的制孔质量与加工效率。