颗粒增强金属基复合材料（SiCp/Al）,其基体为铝,增强相为SiC,因其具有高强度、高刚性、高耐磨性、高导热性和高抗氧化性等优越的性能而被广泛应用于航空航天、汽车工业、电子封装、光学仪器等多个领域。然而目前对于这种复合材料的加工过程仍然存在着一些如表面粗糙度高、切削力大、切削温度高、刀具磨损严重等难题。因此有必要对颗粒增强金属基复合材料在超精密切削加工过程中的切削机理展开详细的研究,以获取更为合理的加工方式。首先,阐述分子动力学模拟模型的建立方法及模拟参数的设定,建立纳米切削分子动力学模型,采用EAM,Morse和Tersoff三种势函数赋予不同种类原子之间相互作用,将所建立的模型应用于SiCp/Al复合材料超精密切削机理的研究。其次,从位错的滑移扩展和不同类型位错之间相互作用的角度,讨论SiCp/Al复合材料工件在切削过程中的强化和硬化的机理。研究发现:刀具在完全切过第一个SiC球后所受到的切削力比刚接触工件时所受到的切削力要大,证明在切削过程中两个球SiC球之间的铝基体得到了强化,这主要是因为在切削过程中位错之间的相互作用形成了位错缠结、堆垛层错以及位错锁,阻碍了位错的滑移和扩展,从而增大的铝基体的强度。通过分析切削过程中工件内部的应力分布,发现工件的内部应力主要集中在后刀面与工件接触的区域,这也是SiCp/Al复合材料加工硬化主要原因。最后,采用实验和分子动力学模拟相结合的方式对SiCp/Al复合材料的切削过程进行了研究,以进一步探究SiCp/Al复合材料的加工表面形成机理、脆塑性转变和刀具磨损机理。研究发现:金刚石刀具在超精密切削SiCp/Al复合材料时,由于SiC/Al复合材料中SiC-Al界面及Al相的存在,加上切削过程中刀具与工件接触区域由于高温高压而发生的高压相变,SiC颗粒的去除方式经历了从塑性到塑性与脆塑混合再到纯脆性去除的转变过程,这是导致复合材料切削性能降低的根本因素。由于刀具的剪切和挤压的作用,使SiC球与刀具接触的部位产生了大量的微观裂缝,这些微观裂纹随着切削的进行不断延伸和扩展,最终导致了SiC球的脆性断裂。金刚石刀具磨损主要是在切削SiC球时造成的,磨损的原因主要是金刚石的致密结构被破坏而出现石墨化的现象。