化工、医药、航空航天等领域中高温、强腐蚀等恶劣工况逐渐增多,从而对轴承、球阀等零件的性能提出了更高的要求。工程陶瓷材料具有高硬度、耐腐蚀、高温变形系数小等性能,适合用于制造上述零件,因此得到了广泛的应用。但由于工程陶瓷材料具有高硬度和高脆性等特点,属于典型的难加工材料,尤其是孔的加工,极易出现崩边缺陷,且加工效率较低,严重影响了工程陶瓷零件的推广应用。本课题选用气压烧结氮化硅陶瓷材料进行了试验研究。首先,采用钎焊金刚石薄壁钻对氮化硅陶瓷进行了钻磨试验,分析了钻压、转速和工具壁厚对出口崩边厚度的影响。结果表明:出口崩边厚度随钻压的增大而增大;随转速的增大而减小;随工具壁厚的增大而增大,但增大程度较小。其次,使用有限元软件ABAQUS建立了仿真崩边厚度的模型,得到了钻压和工具壁厚对崩边厚度的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比,两者之间的相对误差分别为7.1%和5.0%,误差在可接受范围内,证明模型建立合理。提出采用辅助支撑法来抑制崩边缺陷,建立模型预测了采用辅助支撑后的出口崩边厚度,并通过试验得到实际的出口的崩边厚度,从模拟结果和试验结果中可以看出,采用辅助支撑可以大大减小出口崩边厚度。然后,采用PCD刀具对氮化硅陶瓷进行车削试验,发现材料的去除方式包括脆性去除和塑性去除两种,且以脆性去除方式为主。研究了各参数对切削力的影响,发现背向力Fy大于进给力Fx和主切削力Fz;刀具前角对切削力无明显影响;随切削速度的增大,切削力有所增大,但增大程度较小;随背吃刀量和进给量的增加,切削力均增大,且随背吃刀量的增大,背向力迅速增大。最后,研究了各参数对表面粗糙度的影响,发现刀具前角对表面粗糙度的影响较小;随切削速度和背吃刀量的增大,表面粗糙度均先减小后增大;随进给量的增大,表面粗糙度逐渐增大。各参数对表面粗糙度的影响程度从大到小依次为:进给量、背吃刀量、切削速度、刀具前角。