超声振动辅助切削技术已经广泛用来解决实际工程中碳纤维复合材料切削加工问题,但是针对碳纤维复合材料在振动环境下的切削力检测还没有成熟的检测系统,因此本文主要研制了一款在超声振动环境下的切削力检测智能刀柄,并提出了振动环境下的标定方法,最后搭建了检测系统完成了碳纤维复合材料的工艺研究。本次课题的主要内容如下:设计一款基于应变片的切削力测量刀具,此测量刀具具有体积小,测量精度高可达到小数点后四位,制造简单等优点。测量车刀制作完成后,在静态环境下利用标准砝码对车刀进行标定,整体示数稳定。之后在超声振动的条件下对车刀进行标定,发现与静态下得到的结果不同,这也为环境干扰下的应变片标定提供了方案。实验研究高频振动下切削力的变化及符合要求的表面粗糙度。从切削速度、进给量和背吃刀量这三个方面进行试验研究。首先计算出普通切削与超声振动切削切削力的比值,发现此比值大约在0.7392左右,之后对比了碳纤维复合材料与塑性材料的切削力,最后在高频振动下,利用控制变量法研究振动切削对切削力的影响以及表面质量的研究。通过以上工作可以得出:系统整体系数稳定,这也从侧面反映了系统的精度,检测系统可以用在实际工程当中。发现碳纤维的切削力在金属材料之下,并没有因为其高强度而表现出高切削力的现象。表面粗糙度在切削参数为切削深度0.5mm、进给速度0.093mm/r以下时,表面质量较好。