热塑性复合材料(thermoplastic composites)除具有比强度高等优点外,相较于传统热固性复合材料还具有优良的环保性能和可修复性,是近年来逐渐兴起的新型复合材料,具有应用于高端工业装备及普通民用产品的巨大潜力。在实际应用中,连续纤维增强热塑性复合材料需要大量的制孔及切边以实现连接装配,然而受其各向异性、基体易软化等因素影响,在制孔过程中极易出现毛刺、撕裂等损伤现象。这些问题将导致零部件性能下降,制约了其的推广和应用,是亟待解决的关键问题。为揭示热塑性复合材料钻削损伤形成机制,本文以连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GF/PP)为研究对象,设计并搭建具有同步测量切削力、热信号等功能的高速摄影实验平台,详细分析了GF/PP复合材料的直角切削特性及钻削损伤成因,通过工艺实验和刀具结构改进等方法对制孔损伤进行抑制。本文的主要研究内容和结论如下:(1)通过直角切削实验对GF/PP复合材料的直角切削机理进行研究,分析不同纤维切削角度的工件形貌及切屑形态,发现纤维切削角度约为45°时切削质量最佳,除135°外,GF/PP复合材料在直角切削过程中均可连续成屑。基于三切削区等假设,针对纤维切削角度为45°附近的直角切削力变动系数进行理论分析,结果表明推导的切削力变动系数公式具有较高的预测精度。(2)为实现钻削过程在线观测,搭建了高速摄影实验平台。基于此平台对GF/PP复合材料的制孔损伤成因进行分析,发现出口撕裂是重要的出口损伤形式,成因是大片毛刺受副切削刃的撞击和撕挤;入口撕裂是由于切削死区增大,材料承受的切削力增加,引起界面处产生开裂;出口撕裂进给速度过高或过低均会加剧,入口撕裂在高速进给时较为严重,0°毛刺在低速进给时较为严重;出口温度在低速进给时显著升高,高速进给时基本趋于稳定;主轴转速提高会使出口温度上升,但对轴向力无影响。(3)通过工艺实验发现合理选择加工参数,可将撕裂损伤降至1.06~1.08的范围内;基于减小入口纤维切断力等思想,提出转点槽刀具结构实现入口损伤抑制,结合微齿结构实现出口损伤抑制。面向企业需求,设计通用型大孔刀具,得到了较高的制孔质量。本文探索了热塑性复合材料的直角切削过程,分析其不同位置的制孔损伤成因,并通过工艺及刀具结构改进提升制孔质量。本研究为研发热塑性复合材料刀具奠定了基础,同时也为相关生产实践提供了一定指导。