高压磨料水射流技术是一种新兴的特种加工方式，它工艺适应性强、切割效率高、无环境污染，由于是冷态加工不产生残余应力，已经在许多行业中得到应用。因为各种材料的结构与性能各不相同，切割机理也存在差异，而目前对许多材料加工机理的研究并不成熟，使磨料水射流加工的应用受到制约。本文以磨料射流理论为基础，利用多相流和动能理论对后混合式磨料水射流的混合机理进行了探讨，并对磨料粒子在水射流中的加速运动情况进行了分析讨论。本文结合切割碳纤维复合材料试验，对高压磨料水射流切割碳纤维复合材料的切割机理以及产生分层失效的原因进行了分析。利用单因素试验，研究了高压磨料水射流切割碳纤维复合材料的切割深度随射流压力、进给速度、靶距和磨料流量改变的变化规律，对切割深度随各工艺参数的变化情况产生的原因给出了合理的解释。采用正交试验，对磨料水射流对碳纤维复合材料的切割深度和切割效率进行了工艺参数优化。优化结果表明各因素对两项工艺指标影响的显著水平相同，其中进给速度和靶距对两项工艺指标影响都较显著，其他工艺参数对两项工艺指标的影响都相对较小，但随进给深度的增加，切割深度减小，而切割效率增加。以正交试验的数据为基础，建立了切割深度和切割效率的工艺经验模型，并进行了验证。切割深度模型和切割效率模型分别可以对不同参数下的切割深度和切割效率进行有效预测，可以应用于指导实际的加工。