工程陶瓷材料的传统加工技术存在加工成本高,表面质量不易控制,生产率低等问题。磨料水射流加工技术具有工艺适应性强,切削力小,无热影响区,加工效率高等特点,可用于加工各种难加工材料。因此本文研究了磨料水射流车削工程陶瓷时的材料去除机理,优化了加工工艺参数,为磨料水射流车削工程陶瓷材料的实际应用奠定了基础。设计了磨料水射流车削加工回转工作台,工作台由底座、顶尖、三爪卡盘、主轴箱、电机和控制面板六部分组成。回转工作台采用电机直驱主轴式,选用交流异步电动机和变频调速系统。通过计算电机转动惯量、转矩和功率,确定了所选用异步电机的型号为Y90-4,其额定功率为1.5kw,额定转速为1400rpm。通过分析磨料水射流车削加工过程中的主轴功率、主轴转速和转矩,设计了轴承装置和主轴结构,确定了主轴上零件的装配方案。该工作台最高转速可达3000rpm,可夹持零件最大直径为110mm,完全满足本研究的实验要求。实验研究了磨料水射流径向模式车削氧化铝和氧化锆陶瓷时各加工工艺参数对材料去除率的影响。结果表明,当工件为96%Al2O3陶瓷时,各加工工艺参数对材料去除率的影响程度为磨料流量>进给速度>压力>冲蚀角度>工件表面线速度；当工件为95%ZrO2陶瓷时,各加工工艺参数对材料去除率的影响程度为压力>磨料流量>冲蚀角度>工件表面线速度>进给速度。当材料以脆性断裂的方式去除时,材料的去除率较高；当材料以塑性方式去除时,材料去除率较低。材料去除率随压力和磨料流量的变化趋势不受材料性质的影响。实验研究了各工艺参数间的交互作用对材料去除率的影响。结果表明,当车削96%Al2O3陶瓷时,对材料去除率影响较大的工艺参数间的交互作用包括压力与磨料流量的交互作用(P×ma)、冲蚀角度与压力的交互作用(β×P)和磨料流量与表面线速度的交互作用(ma×Vs)。建立了加工96%Al2O3陶瓷时车削深度h、材料去除率MRR和车削表面粗糙度Ra的响应曲面模型。利用序列近似规划法(Sequential Approximation Optimization)优化了工艺参数,可保证在一定车削深度和表面粗糙度要求下,获得较高的材料去除率。本文中保证车削深度在490μm到510μm之间,粗糙度在3μm到5μm之间,材料去除率最大时最优工艺参数组合为：u:0.06mm/s；P:310MPa;ma:11.5g/Vs:6.8m/s;β:105°,此时材料去除率MRR为6616.95μm3/μs,表面粗糙度Ra为4.18μm,车削深度h为509.6μm。利用压痕断裂力学的理论对单颗磨料粒子的冲蚀过程进行了力学分析,得出了工件材料产生径向/中位裂纹和侧向裂纹的临界条件。实验研究了磨料水射流径向模式车削96%Al2O3陶瓷和95%ZrO2陶瓷时,材料去除率随冲蚀角度的变化情况和车削表面微观形貌。结果表明,96%A1203陶瓷的材料去除率随冲蚀角度的增大而增大并在冲蚀角度为90°附近时达到最大值；95%ZrO2陶瓷的材料去除率随冲蚀角度的增大而减小。96%Al2O3陶瓷主要是通过脆性断裂方式去除的,其车削表面存在大量的晶间断裂和晶间裂纹导致的材料片状剥落的痕迹；95%Zr02陶瓷是通过塑性变形方式去除的,其车削表面存在大量塑性变形痕迹。研究了磨料水射流垂直(β=90°)车削工程陶瓷材料时,96%Al2O3陶瓷和95%ZrO2陶瓷的材料去除体积与磨料粒子冲蚀动能之间的关系。结果表明,材料的去除体积随磨料粒子冲蚀动能的增加而线性增大。但是无论材料以脆性去除方式还是以塑性变形方式去除时,去除单位体积材料所需要的能量都是一定的。分别建立了脆性断裂去除方式和塑性变形去除方式下磨料水射流径向模式车削96%Al2O3陶瓷和95%ZrO2陶瓷的车削深度模型,实验表明两个模型的预测值与实验值都具有较好的一致性。