为满足微机械零件材料多样化、结构三维化、功能复杂化、批量柔性化的发展趋势,微细切削技术由于具有加工精度高、加工成本低、加工效率高、三维加工能力强、适用工件材料范围广等优点,在近几年得到了飞速发展,渐渐成为了微细加工的重要手段。然而,对于一些难加工材料,比如高温合金、陶瓷、复合材料等,在微细切削时,不仅加工效率低,表面质量差,还存在很严重的刀具磨损。激光加热辅助切削技术是加工难加工材料的一种有效的复合加工技术,通过激光提高局部材料的温度,改变材料的加工性能,达到减小刀具磨损、增加加工质量及提高加工效率的目的。本文主要是将激光加热辅助切削技术与微细切削技术相结合,开展脉冲激光加热辅助微细切削Zr O2陶瓷技术基础研究,完成的主要工作和取得的成果如下:(1)基于传热控制方程和相应的热传导理论,建立了激光加热辅助微细切削准稳态传热模型;采用有限差分法对激光加热辅助切削的准稳态传热模型方程进行求解,建立了准稳态传热模型的有限差分方程;并求解了准稳态传热模型的有限差分方程,开发设计了激光加热温度场仿真软件。(2)采用开发好的激光加热温度场仿真软件,对脉冲激光加热Zr O2陶瓷的表面温度场、横截面温度场、纵截面温度场进行了仿真分析,并研究了激光单脉冲能量、激光光斑直径、激光扫描速度对激光加热后Zr O2陶瓷的表面温度场和内部温度场的影响;采用红外测温法测量了脉冲激光加热Zr O2陶瓷的表面温度,分别测量了不同激光单脉冲能量、不同扫描速度下的表面最高温度,比较分析了仿真值与实际值之间的关系。结果表明:测量温度值与仿真值基本变化趋势吻合,但实际测量的温度值略低于仿真温度值。(3)基于两轴联动超精密微细车削实验加工平台与脉冲激光加热系统,搭建了脉冲激光加热辅助微细车削试验系统;根据加工条件、加工要求确定选用CBN刀具作为切削刀具;根据仿真结果以及测温结果,确定了脉冲激光加热辅助微细车削试验的工艺参数选用范围。(4)进行了脉冲激光加热辅助微细车削Zr O2陶瓷试验研究,对比分析了常规微细车削与脉冲激光加热辅助微细车削Zr O2陶瓷时的切削力、刀具磨损、工件表面粗糙度、加工表面质量。并研究了激光单脉冲能量、切削速度、切削深度以及进给量对切削力以及加工表面粗糙度的影响规律。根据脉冲激光加热辅助微细车削Zr O2陶瓷仿真和试验结果得出:脉冲激光加热辅助微细车削Zr O2陶瓷的最优参数为激光光斑直径为0.75mm,激光单脉冲能量为0.06~0.08m J,切削速度为0.063~0.126m/s,切削深度为0.005~0.01mm,每转进给量为0.01~0.02mm/r。