铝硅合金材料具有较好的综合性能,广泛应用于飞机、汽车、坦克及船用发动机等工业部门中,但铝硅合金属于难加工材料,其切削效率低,刀具磨损严重,加工成本高。因此,研究新型材料刀具在铝硅合金加工中的应用,提高铝硅合金加工工艺水平是当前急需解决的问题。本文针对PCD车刀切削ZL109铝硅合金进行了深入的研究。首先,利用材料试验机和SHPB装置对ZL109进行准静态和动态冲击压缩实验,确定ZL109铝合金的Johnson-Cook本构模型参数。其次,采用单因素试验法,利用有限元分析软件Advant Edge FEM,分析刀具几何参数(前角、后角和刀尖圆弧半径)对切削力和刀尖温度影响。利用正交试验法和极差分析,优选出最佳的刀具几何参数组合,从而得到最优的刀具结构。第三,采用单因素法和正交试验法,利用有限元软件对切削用量参数(进给量、背吃刀量和切削速度)进行模拟切削,极差分析后得到最优的切削用量。最后,针对刀具几何参数和切削用量参数进行实验验证,并将实验结果与仿真结果进行了对比,分析了其中差异可能存在的原因。通过本文的研究,得到了ZL109铝合金的Johnson-Cook本构模型参数,并利用有限元仿真,获得最优的刀具几何参数和切削用量,通过实验验证和对比分析,证明了仿真优化结果的可行性。希望本文的研究能为改善铝硅合金加工提供参考。