碳纤维复合材料具有比强度高、比模量大、抗冲击性高和热膨胀系数小等优点,在载人航天工程、探月工程、深空探测等航天器的关键承力构件中普遍应用。但碳纤维复合材料具有非均匀性、各向异性和材料铺层间连接强度差等缺点,在加工过程中易产生纤维毛刺、撕裂和分层等缺陷,且刀具磨损严重,会造成加工效率低、工件表面质量差、生产成本高,对于大尺寸零件的加工一旦出现这些缺陷可能造成巨大经济损失。合理选择刀具和切削参数可以有效降低刀具磨损,提高刀具寿命,实现高精度和高质量的切削加工。已有学者开展了面向碳纤维复合材料的切削加工机理、刀具设计和工艺参数优化的研究,但尚未形成能满足实际生产需求的系统有效的切削刀具和工艺数据库系统。本文以碳纤维复合材料切削刀具数据库为研究对象,以刀具和工艺参数的合理推荐为目标,对数据库系统进行需求分析和结构设计以确定总体设计方案。结合规则推理中的工艺知识的表述方法和实例推理中的推理技术的创建模式建立了混合推理机制。为了进一步充实切削刀具数据库计算模型,研究工艺参数对碳纤维复合材料铣磨和铣削加工结果的影响规律。搭建了皮秒激光修整系统并修整了电镀金刚石铣磨刀具,开展了其与传统铣刀的铣磨和铣削对比试验,分析了其修整前后的铣磨性能,建立了回归预测模型,并将其应用于数据库系统计算模型库。最后确定了系统开发环境和开发架构,完成了碳纤维复合材料切削刀具数据库系统的整体开发。针对碳纤维复合材料切削刀具数据库系统数据推送、模型推理以及用户扩展等需求,明确了系统开发流程。分析了数据库的功能需求和数据需求,设计了用户登录、数据推理、信息查询与管理、用户扩展等多个功能模块。在此基础上,进行数据库系统的结构设计,建立了数据库系统总体E-R模型。将E-R模型转化成数据库管理软件所支持的数据模型,即包含刀具、材料、加工工艺和实例等信息的二维数据表,数据信息量达6000条,按照数据模型在数据库管理软件上建立了相应的基础数据库,实现数据的查询、调用和维护,最终确定了数据库系统总体设计方案。本数据库系统采用规则与实例推理相混合的推理机制。搜集工艺知识并确定了数据信息的类型、数量和特征,建立了实例参量模型,划定了切削条件的选用规则,构建了数据库系统工艺规则知识模型。根据切削手册、文献和实验结论等搜集了工艺参数计算模型,并整理存储在系统推理计算模型库中。对系统的实例推理机制进行表示、检索、相似度计算以及权重划分,最后详细阐述了系统混合推理的运行过程。为了研究工艺参数对碳纤维复合材料铣磨和铣削加工结果的影响规律,分析皮秒激光修整电镀金刚石铣磨刀具的铣磨性能,建立切削力和工件表面粗糙度的回归预测模型。搭建了电镀金刚石铣磨刀具修整系统,开展了皮秒激光修整开槽电镀金刚石铣磨刀具的直槽边缘的试验,获得整齐锋利的刃型。开展了铣磨和铣削CFRP板材的单因素试验,研究了五种铣磨刀具或铣刀在加工过程中的切削力、刀具磨损、表面缺陷、表面粗糙度等的变化规律。结果表明,普通铣刀因切削刃强度和锋利度低,导致切削力和工件的表面粗糙度均较大,刀具磨损最严重,工件表层产生毛刺最多。菱齿铣刀的切削力和工件表面粗糙度最小,且刀具磨损最轻。三种电镀金刚石铣磨刀具的切削力和加工工件的表面粗糙度小于普通铣刀,大于菱齿铣刀,其中修整电镀金刚石铣磨刀具的切削力更小,刀具表面排布的金刚石磨粒的磨损和破损较少,切削工件表面质量更佳,整体表现接近于菱齿铣刀。结构改善和工艺优化的电镀金刚石铣磨刀具,可作为铣磨加工碳纤维复合材料的理想刀具。开展了开槽电镀金刚石铣磨刀具、修整电镀金刚石铣磨刀具和菱齿铣刀的Box-Behnken响应曲面试验,分析了工艺参数的交互作用对响应值的影响,通过拟合分析试验数据,建立了切削力和表面粗糙度的回归预测模型,验证了该模型具有较高可信度和模拟精确度,并将该模型应用到数据库计算模型库当中。在确立数据库系统总体设计和推理机制的基础上,开发了系统应用程序。数据库系统采用B/S结构的WEB应用程序,在IntelliJ IDEA软件下开发,采用HTML、CSS和JavaScript设计并编写WEB前端界面,使用Java语言编程实现了后端服务器应用程序,数据库管理系统Oracle-PLSQLDeveloper存储与管理切削数据。最终完成了数据库系统的用户登录、数据推理、信息查询与管理、用户自定义等各个功能模块的开发,为用户提供了一款高效、实用的碳纤维复合材料切削刀具数据库系统。