刀具磨损对加工过程及结果有重要的影响,当刀具磨损到一定程度后,不能保持良好的切削性能,造成工件加工精度降低,表面粗糙度升高,切削力增大,切削温度升高,降低加工质量,影响加工效率。因此,对刀具磨损特性进行研究,具有重要的意义。本课题根据硬脆材料切削的相关理论,将超精密切削方法和特种加工理论相结合,利用自行研制的二维超声振动装置,提出了采用PCBN刀具,在激光加热与二维超声振动复合作用下对超硬合金(YG10)进行超精密切削。研究在不同的切削条件下,刀具磨损的演变过程以及刀具磨损对尺寸精度、加工表面质量、切削力的影响规律。揭示了PCBN刀具在特殊热力耦合作用下的磨损机理。基于时间序列理论,建立刀具磨损对尺寸精度影响的预测模型。经研究表明,激光加热与二维超声振动复合切削,能有效缓解刀具磨损,延长了刀具使用寿命,并保证加工尺寸精度、提高工件表面质量、降低切削力。建立的刀具磨损对尺寸精度影响的AR模型,能以较高的精度预测刀具磨损对尺寸精度的影响,为后期刀具磨损误差补偿研究奠定了基础。