工业纯铁由于其优良的延展性、电磁性和导电导热等性能而被广泛应用于航天、精密物理实验等领域。但由于其硬度低、塑性高等特性,在切削过程中会出现积屑瘤和粘刀严重等现象,从而导致其加工精度大大降低,因此本文引入微切削加工技术来解决传统切削加工性差的难题,并对工业纯铁的微切削机理进行研究。在微切削中由于加工尺度微小,刀具钝圆半径的存在对切屑的产生、尺寸效应和负前角现象等有着非常显著的影响,而仅通过微切削实验难以对这些微观现象进行观测,因此本文将SPH仿真方法引入到工业纯铁的微切削加工中,通过SPH仿真结合实验验证,对工业纯铁微切削加工机理以及表面加工质量进行了研究,具体工作如下:建立了不同刀具钝圆半径下工业纯铁微切削的SPH仿真模型,研究了钝圆半径对临界切削深度的影响。仿真结果表明:刀具钝圆半径对切屑的形成和最小切削厚度值有着直接的影响。当切深为钝圆半径的0.16倍时,达到连续切屑形成的临界条件,刀具钝圆半径越小,临界切削深度越大,连续切屑越容易形成。同时微切削加工中存在明显的尺寸效应,工件所受到的法向切削力大于切向切削力,并且随着钝圆半径的减小,微切削力波动越小,切削稳定性越好。通过SPH仿真模拟了不同切削深度下的工业纯铁微切削加工过程,分析了切屑形成情况、切削力、表面应力分布和已加工表面弹塑性变形情况。研究发现,连续切屑主要取决于切削深度与刀具钝圆半径的比例关系,工业纯铁的最小切削厚度值恒为0.16的钝圆半径大小。当切削深度小于最小切削厚度时,切削力随着切削深度的增大而减小,法向切削力始终大于切向切削力。在最小切削厚度时,切削力的波动和已加工表面的弹性恢复均是最小的,且随着切深大小靠近最小切削厚度时,表面弹性恢复逐渐减小,表面也更加平整。同时,在最小切削厚度下工件内部的应力分布区域和应力梯度变化更小,从而降低了残余应力和亚表面硬度对已加工表面的影响,提高了表面质量。通过进行工业纯铁变切深微切削实验,测得了加工后的切屑形貌、微切削力、表面轮廓和粗糙度。切深小于钝圆半径的0.16倍时得到的是碎末状切屑,切深大于0.16倍的钝圆半径时能够形成连续切屑。在此临界切削深度下,已加工表面粗糙度是最小的,表面轮廓平整度也是最高的,这与仿真结论几乎一致。同时,将实验切削力与仿真结果相对比,其变化趋势基本一致,进一步验证了仿真结果的准确可行性。