随着现代工业技术的迅猛发展,很多难加工材料(如高温合金、淬硬钢、不锈钢等)以其优良的化学物理性能(高强度、高硬度、耐腐蚀等)在国防军工、航空航天、汽车船舶等重要领域得到广泛应用,但如何对其进行高效稳定的加工却成为制造领域不可回避的问题。加热辅助切削是其中一种行之有效的加工方法。通电加热辅助切削是基于金属软化效应和金属相变理论发展起来的一种新型加工方法。不同于传统导电加热辅助切削以刀具作电极的形式而采用两个独立电极产能加热,相较而言,减少了灭弧装置,增强加热的稳定性,延长了刀具寿命。之前的研究已经证明了该方法切削难加工材料的确定可行性,本文重点从切削力、切削温度和振动的角度监测该方法的切削过程,论证方法优越性。本文在学习传统导电加热辅助切削基础上,探索通电加热辅助切削的加工机理,并对发热原理和发热量作了定性分析,建立了车/铣状态下的加热电阻模型,计算加热电阻大小。设计搭建了车/铣两套实验系统,选择304不锈钢和T10A淬火工具钢作为实验对象,参照常用金属切削手册确定实验切削参数,拟定一般工况和极端工况,对比论证方法有效性。采用自行设计的切削力采集系统,结合振动、温度传感器,同步采集切削力、切削温度和切削振动3种加工信号,并基于MATLAB采用小波变换方法处理信号数据,比较分析切削参数对切削力和切削振动的影响规律和影响机理,找出实验过程中的温度变化规律,归纳出较优的参数组合。利用扫描电镜观察材料加热前后的基体样本并分析其金相组织变化。实验表明,比较通电加热辅助切削与传统一般车铣方式,切削振动降低了 150%以上,切削力降低了 15%～30%,且材料基体组织在加工前后没有明显变化,保持了原有优良化学物理性能。碳纤维复合材料(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)以其优异的材料特性,如比刚度比强度高,抗腐蚀,质轻,抗疲劳等,在航空航天领域得到广泛应用。传统加工方式加工难度大,废品率较高。本文首次提出将通电加热辅助切削的方法应用于碳纤维复合材料,并探究其加工机理,建立实验系统,验证加工方法的可行性,比较不同参数下的加工现象和规律,观察材料-电极接触区形貌结构和燃烧剩余物质形态。实验表明,采用通电加热方法辅助切削碳纤维复合材料的方案是确实可行的,加热对材料本身损伤不大,只要加工之前留出适宜的切削余量,几乎不影响工件加工质量。通电加热辅助切削技术的优点在于可以广泛应用在一般机床上,经济价值高,适应性强,操作简单,具有广阔的发展前景。