郭 铃，林有希

（1.福州市第一技工学校，福建 福州 350108；2.福州大学 机械工程及自动化学院，福建 福州 350108）

0 引言

碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）具有硬度高、强度大、导热性差、各向异性的特点，属于难加工材料［1］。近年来的研究表明，高速切削对提高复合材料的加工质量具有明显的效果［2］。但在高速切削过程中，不断提高的滑动速度和摩擦应力使刀具快速磨损。此外，由于复合材料的导热性差，使得切削温度快速上升，加快了刀具的磨损，往往需要多次修磨刀具或更换刀具才能完成切削，影响加工的效率和精度［3，4］。因此，刀具成为制约复合材料切削加工的瓶颈。

1 切削机理的研究发展

针对切削机理的研究主要集中在切削力、切削热方面，20世纪80年代前，CFRP多数按金属材料加工，不仅刀具磨损较快，而且工件常出现一些加工缺陷，如撕裂、分层、起毛等。1983年，Kpolve等人率先提出CFRP的切屑形成过程实质是纤维断裂的过程，并指出增强纤维取向的不同会影响加工的表面质量。日本花崎伸作等人利用有限元方法对CFRP切削机理进行分析，认为CFRP在切削时的实际剪切面有两个：一个垂直于纤维方向，另一个平行于纤维方向。切削时，纤维首先沿垂直于纤维方向面剪断，然后沿平行于纤维方向面滑出，进而成为切屑［5］。国内张厚江等人指出当CFRP的纤维方向与切削方向间的夹角改变时，切削变形分为纤维切断型、层间分离型、弯曲切断型等［6］。而关于切削热的研究，目前主要集中在测试切削温度方面。……