Si Cp/Al复合材料以其优异的机械力学性能而成为一种新型材料,被广泛应用于航空航天、医疗器械、激光电子等机加工及精密超精密领域。然而材料内部增强颗粒的存在使得材料内部应力应变不均,因而易出现裂纹,在加工工件的入口、出口处容易成棱边缺陷。出口边缘缺陷尺寸形貌变化多端,随机性强,因而成为阻碍Si Cp/Al复合材料充分利用的一关键因素。因而本文结合实际现状,研究了切削参数对Si Cp/Al复合材料加工棱边缺陷的影响,为其以后的应用提供更有价值的参考。创新的主要内容如下:1.正交切削下刀尖圆弧半径对Si Cp/Al复合材料棱边缺陷的影响建立二维切削模型,利用ABAQUS有限元软件对棱边缺陷的形成过程进行模拟,形成过程可分为:剪切变形、裂纹形成、裂纹扩展及断裂三大阶段。分析结果表明,切削力是导致棱边缺陷形成的重要因素。改变刀尖圆弧值,分析切削力对出口棱边缺陷尺寸的影响,得出刀尖圆弧值与切削力、棱边缺陷的变化关系:都是随圆弧值的增加而增大。2.二维切削状态下刀尖圆弧半径对应的最小切削深度及切削深度对切屑形态的影响通过有限元模拟得出刀尖圆弧半径与最小切深的关系,即h 0.5r。分析切深对切削过程的影响及Si Cp/Al复合材料正常切屑形态—非连续型锯齿状切屑,并通过和实验相结合的方式研究分析了切削深度与切屑形态的关系,随着切深的增加,切屑锯齿化程度加剧,而且齿宽及齿长都增加。3.三维斜角、直角切削状态下切削参数(刀尖圆弧半径、刀具前角)对棱边缺陷的影响建立三维斜角、直角切削模型,通过有限元模拟分析刀尖圆弧值、刀具前角对切削力及棱边缺陷的影响,分析知切削力和棱边缺陷都与刀具刃弧呈同向增加趋势,都是随刀具刃弧值的增加而增大;但与刀具前角的关系正好相反,因为刀具前角增加被切削层材料变形减小,受到的压应力降低,因而裂纹源减少,棱边缺陷尺寸减小。另外通过直角、斜角的对比得出刃倾角对切削过程的影响,刃倾角的存在减小了刀具接触工件时的冲击力,降低了切削振动。不仅如此切屑沿刃倾角倾斜方向流出,减小了刀屑摩擦面积,刀具前刀面粗糙度值减小,工件表面质量完整性提高。4.切削Si Cp/Al复合材料时刀具磨损的研究PCD刀具是加工金属基复合材料的最理想刀具。结合切削实验分析刀具磨损形式,研究刀具不同表面的磨损机理,其中磨粒磨损为后刀面的主要磨损形式,也是此材料加工过程中主要的磨损形式;粘性铝基体的存在导致前刀面上出现粘结磨损;积屑瘤的生长和剥落造成前刀面刃口处出现崩刃现象。