碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC/Al-MMCs)具有高比强度、比刚度、高耐磨性和优异的抗破坏性,在先进武器系统、航空航天、汽车、体育和电子封装等军民领域的应用越来越广泛,有潜力取代许多传统材料。但是SiC/Al-MMCs良好的物理性能会引起SiC/Al-MMCs加工过程振动剧烈,刀具磨损严重,加工表面缺陷形式复杂等问题,尤其是高体积分数Si C/Al-MMCs。因此,对高体积分数SiC/Al-MMCs的切削力、刀具磨损等方面进行深入研究,会对其切削加工和更广泛应用有很大指导作用。本文针对50vol.%SiC/Al-MMCs,进行了不同刀具、不同冷却润滑方式和不同切削用量条件下的车削实验,主要结论如下:(1)K10刀具在数秒钟内便发生了整体脆断,不能用来加工高体积分数SiC/Al-MMCs。PCD刀具拥有更好的抗磨损能力和低材料黏附性,适合作为高体积分数SiC/Al-MMCs切削加工的首选刀具。当体积分数相同时,Si C颗粒尺寸越大,在前刀面造成的单个凹坑面积越大,并且切削刃平均磨损宽度越大,已加工表面质量越差。(2)不同冷却润滑方式对切削区崩碎切屑和脱落的SiC颗粒的冲刷效果有明显差异,冲刷效果是影响边界磨损的重要因素,但对后刀面磨损影响较小。切削油和乳化液的冲刷效果最差,刀具边界磨损严重。微量润滑(MQL)和液氮优异的流体冲刷效果可以有效减少边界磨损。MQL的润滑作用和液氮的冷却作用可以降低摩擦系数,保持刀具硬度,减少后刀面磨损。与干切削比较,液氮的冷却效果会加速刀具破损,切削油严重的边界磨损削弱了刀尖强度,间接导致刀具最早发生破损。MQL和乳化液切削刀具磨损均匀,在实验切削距离内没有发生刀具破损。冷却和润滑效果不能阻止前刀面积屑瘤的产生,并且积屑瘤很不稳定,积屑瘤脱落造成的切削过程波动是引起刀具破损的重要原因。综合分析认为,MQL具有优异的冲刷效果,可以有效发挥冷却润滑作用,在减少边界磨损、后刀面磨损以及防止刀具破损方面都有积极作用,适合作为切削SiC/Al-MMCs的首选冷却润滑方式。(3)主切削力和进给力对切削速度的变化不敏感,切削深度和进给量的增加会增大切削力。增大切削速度、切削深度和进给量都会加剧切削三向力的波动程度。在切削SiC/Al-MMCs时,不宜单独使用标准差或者分形维数评价背向力信号的波动程度。冷却润滑方式对SiC/Al-MMCs切削力的影响是通过影响刀具磨损体现出来的。积屑瘤会增大切削力,并造成切削力在不同切削距离时发生较大变化。