采用自主磨制的阶梯钻对钛合金进行钻削实验,并与普通麻花钻进行对比。分析了不同加工参数下的钻削力、切屑形态、孔径、孔壁表面粗糙度以及孔出入口毛刺。实验结果表明：钻削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给量的增大而增大。相比普通麻花钻,阶梯钻产生的钻削力更小,切屑尺寸更小,排出顺畅,孔径值接近于钻头直径,孔壁表面粗糙度值更小,孔出入口毛刺少。

根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明：阶梯钻产生的钻削轴向力是麻花钻的一半,孔壁表面粗糙度值更小,孔出口没有明显的缺陷,阶梯钻适合钻削碳纤维复合材料。

采用自主磨制的阶梯钻对碳纤维复合材料／钛合金叠层板进行钻削磨损试验，并与普通麻花钻进行对比，分析了阶梯钻刀具磨损过程。实验结果表明：阶梯钻主要磨损区域为横刃、第一后刀面和第二后刀面，其中第二后刀面磨损最为严重，相比普通麻花钻，阶梯钻产生的钻削力更小，阶梯钻刀具寿命远远高于普通麻花钻.

针对切削加工中的颤振问题,以铣削加工Al-7075为例,通过刀尖模态分析、模态参数识别,获得了铣削加工Al-7075的颤振稳定性叶瓣图(Lobes图)。通过设计信号采集实验,对颤振电压信号和铣削力信号进行采集并对颤振进行实验表征,进而验证稳定域预测的准确性。研究表明,切削加工Al-7075过程中,颤振易发生在低转速区,提高主轴转速及合理加大轴向切深可提高生产率和加工质量,从而验证了Lobes图中稳定域预测的有效性。