高体积分数(≥45%)Si Cp/Al复合材料具有优异的综合性能,在航空、航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。然而,高体积分数Si Cp/Al复合材料塑性差,常规切削方式加工,效率低、刀具磨损严重。而激光加热辅助车削是改善难加工材料切削加工性的一种有效方法,通过对材料进行局部加热,在不改变材料整体特性的前提下,改善材料的切削加工性能,继而达到提高车削加工效率,增加刀具使用寿命的目的。本文将利用激光加热辅助切削技术,针对45%Si Cp/Al复合材料开展车削过程切削区域温度场仿真与切削试验研究,具体研究内容包括如下几个方面:依据传热学理论建立了切削区域温度场的数学模型,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,考虑工件和卡具之间的热传导作用,建立了温度场有限元模型,通过测温试验验证了有限元模型,得到了该材料的辐射率和对波长为1048nm的激光的吸收率;仿真分析了激光参数对切削区域温度场的影响,以此作为切削试验激光参数的选择的理论依据。建立激光加热辅助车削试验系统,依据切削区域温度场仿真分析结果和半精加工切削用量的选择标准,阐明了激光参数的选择方法;通过激光加热辅助车削试验对比常规车削分析了背吃刀量、进给量、切削速度、激光加热温度对切削力的影响规律;结合对切削力的分析结果,阐明了刀具磨损过程以及刀具快速磨损的原因,并分析了激光加热前后不同切削速度下刀具的使用寿命。研究了45%Si Cp/Al复合材料在切削过程中,加工参数对工件表面粗糙度的影响规律。首先,对比分析了常规车削和激光加热辅助车削切屑的变形规律,包括切屑形态和切屑变形系数;其次,依据复合材料本身的特性探究了切削加工表面的形成过程,分析了工件已加工表面宏观上产生“熨平”现象,微观上产生凹坑的原因;最后,对比常规车削分析了表面粗糙度提高的原因,以及背吃刀量、进给量、切削速度、激光加热温度对加工表面粗糙度的影响规律。