碳纤维复合材料，是先由环氧树脂等基体材料浸渍纤维，而后经过刮胶、覆膜等工艺制成预漫料，再按构件的性能设计需求对预浸料赋形、固化最终制成的。相比于传统材料，碳纤维复合材料的制造过程体现了“结构性能一体化设计制造”的先进性，使得其具有灵活的可设计性，同时，构件性能也实现了质的飞跃。数据表明，碳纤维复合材料的比强度和比刚度超出钢和铝合金5-6倍，且同传统材料中最轻质的铝合金相比，用碳纤维复合材料制造的飞机结构件，减重效果高达20%-40%。经测算，商用运输机的结构重量每减轻1磅，可带来经济效益达800万美元。

　　因此，自20世纪90年来以来，美国等发达国家在航空航天装备上大批量选用碳纤维复合材料，且其应用领域逐渐从舱门、窗框等非承力构件向垂尾、平尾以及机翼等主承力构件方向发展。如F-35 战斗机的碳纤维复合材料用量达36%，EF-2000战机达到43%;又如民用飞机中B787的复合材料重量占比达50%，空客计划推出的超宽体客机A380XWB，复合材料用量将达52%。可见，碳纤维复合材料在航空装备上的应用程度，标志着国家高端航空航天装备的制造水平，其应用亦是制造领域发展的制高点。

　　然而，随着碳纤维复合材料用量的急剧增加，其加工难度大、加工效率低的问题变得日益突出。由于碳纤维复合材料为多相非均质混合物，且各相的耐温性能和机械加工性能差别很大，这与金属等均质材料有很大不同，其在加工过程中的材料失效、断裂、去除等过程更加复杂。同时，从细观角度看，碳纤维沿纤维轴向和径向的力学性能大相径庭，使得材料宏观上具有鲜明的各向异性，在逐层铺放的过程中各层的纤维方向对材料的整体性能也会有明显的影响，进而导致加工质單更难预测和保证，这一点也与我们最常接触的金属等均质材料不同。

　　另一方面，碳纤维增强相、树脂基体相在结合时，以及宏观上相邻层预浸料在铺放时，都会产生“交互区域”，称为界面相。该相的物理性质，以及切削过程中在切削力、热作用下的动态行为在传统的切削理论中较少提及，使得这些传统理论难以指导碳纤维复合材料的加工。因此，开发适用于碳纤维复合材料的加工理论和方法已成为世界各国高校、科研机构研究的热点和难点。

　　目前，工程生产中依然主要沿用金属等均质材料的传统切削理论、工具、工艺对碳纤维复合材料进行加工，导致毛刺、分层、撕裂等加工损伤严重，废品率高;同时，传统刀具和工艺的适用性较低，导致加工过程中刀具的磨损问题极为严重，需频繁更换刀具，造成辅助时间增长，加工效率低下。对于一些加工要求严苛的重要构件，只能采用经验试凑和手工反复修配的方式进行加工，严重拖慢了航空航天装备的生产节拍。因此，亟需对碳纤维复合材料的高质高效加工技术进行自主研发。