随着我国电力使用总量的不断增加，电力供应压力的日益加剧，我国亟待研制可自主生产制造的大容量发电机组。电机护环是发电机中的重要组成部分之一。电机运行时护环受到来自转子的径向压力及自身转动带来的拉应力，所以护环对力学性能的要求尤其苛刻。传统的反磁钢电机护环由于加工困难、成本高以及原材料受限等原因，一直是制约我国研制大容量电机的主要因素。更因为在目前发电机不断大容量化的环境下，传统的反磁钢护环的性能已无法满足更大容量发电机组的需求，使用复合材料代替传统反磁钢材料已势在必行。碳纤维增强复合材料(CFRP)，因其具有高比强度、比模量等各项突出性能已经成为目前在工程应用上非常广泛的一种材料。随着高性能碳纤维的不断发展，碳纤维增强复合材料的性能进一步提高，这直接使得用复合材料代替传统材料制造大容量电机护环成为可能。本文中设计并制备了600MWe级发电机用的复合材料护环。首先，选择复合材料的纤维-树脂体系，进行复合材料铺层设计，确定护环尺寸。其次，从受力及热膨胀效应这两个方面分别对其进行分析，并利用有限元技术辅助验证所设计复合材料护环的可靠性。再次，针对复合材料护环的结构确定成型技术及加工设备，并设计制造成型时需要的配套模具。最后，完成复合材料护环的制备及切削加工。本文还针对复合材料的切削性能，利用有限元模拟技术对其进行了研究。(1)通过模拟刀具切削加工复合材料护环时，复合材料产生的受热变形，研究为保证护环最终的加工精度，所需提前改变的切削量。模拟结果表明：针对600MWe级发电机用复合材料护环切削时，为保证切削后试件在常温时的尺寸精度，在径向上应提前留出0.210mm的切削量，在轴向上提前留出0.243mm的切削量。(2)利用有限元模拟方法(FEM)，对复合材料模型进行正交切削仿真，验证了复合材料一般的切削理论，及得到不同纤维方向对切削过程的影响。仿真结果表明：1)仿真结果符合复合材料切削理论，纤维增强复合材料在切削时，切削力主要由纤维传导，即纤维承受来自刀具加载的力再传递到试件整体；纤维方向角对切削纤维增强复合材料试样影响重大。2)当纤维方向角为0°时，复合材料工件受到的切削力最小，随着方向角的提升，切削力在水平方向和垂直方向都逐渐增大。特别当纤维方向角为135°时，切削力最大，波动也较大3)当纤维方向角为90°时，复合材料受到的接触应力最大，而当纤维方向角远离90°时，即纤维越趋近于与切削方向平行时，接触应力越小4)与切削力、接触应力相比，摩擦力的模拟结果没有特别突出的趋势，但可以注意到当纤维角度为135°时复合材料受到的摩擦力最大，在0°纤维角时同样展现了更优的切削表现。