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SiCp/Al复合材料是以铝为基体,碳化硅颗粒为增强相的金属基复合材料,它具有高比强度、高比刚度、低的热膨胀系数以及良好的热稳定性,同时具有优良的导热、导电性和耐磨、耐腐蚀性等特点,在航空航天、先进武器系统、汽车工业以及电子封装等领域运用广泛。但是,铝基体中掺入碳化硅硬质颗粒,导致SiCp/Al复合材料切削加工刀具磨损严重,切削加工性变差,其切屑形成机理也不同于传统连续型金属材料。因此,研究SiCp/Al复合材料切屑形成机理对指导其切削加工具有重要意义。本文采用不同颗粒体分比和颗粒尺寸的SiCp/Al复合材料,通过正交切削实验研究了SiCp/Al复合材料切屑的形成过程,研究了切削力、切削温度以及变形区参数的影响因素及规律。主要工作和结论如下:(1)通过自制弹簧式快速落刀装置,获得切屑根部,观察和分析切屑和切屑根部。结果表明:不同的切削参数和材料参数通过影响基体塑性和裂纹的扩展程度而影响切屑形态;基体塑性滑移对颗粒产生的力和力矩使得颗粒沿剪切带排列;在剪切区、工件与切屑分离面、第二变形区以及刀尖附近的已加工表面发生了颗粒断裂与破碎;微裂纹从自由表面和剪切区内部沿着剪切面扩展并贯通;裂纹沿剪切面扩展使得切屑受力不平衡,切屑加速流出,裂纹两侧沿剪切面发生相对滑动导致切屑呈不规则锯齿形。(2)通过测量和分析不同切削参数和材料参数的切削力发现:与铝合金相比,SiCp/Al复合材料的主切削力稍大,而进给力远大于铝合金。切削速度增大,切削功率增大,切削温度升高;进给量增大,切削力和切削温度都增大。颗粒体分比、颗粒尺寸对切削力影响不显著,但是颗粒尺寸增大引起切削温度升高;而随着刀具前角的增大,切削力和切削温度都减小。(3)通过测量切削力和切屑厚度,计算和分析了剪切变形区参数,并分析了切削参数对变形区参数的影响规律,并拟合得到了不同材料参数SiCp/Al复合材料切削过程中剪切角与摩擦角的关系。结果发现:SiCp/Al复合材料剪切变形区参数受裂纹和刀刃处颗粒的影响较大。切削厚度和切削速度增大,切屑变形系数、剪应变和摩擦角减小,剪切角增大;颗粒体分比越大,剪切区裂纹数量增多,切屑沿剪切面裂纹发生的相对滑动越严重,导致变形系数、剪应变增大。SiCp/Al复合材料φ=B-C(β-γ)中B值大于2024Al,而斜率C(负值)小于2024Al。