碳纤维增强复合材料（CFRP）具有高强度、高模量等优点,被广泛应用在航空航天、国防军工等领域。然而,CFRP复杂的多相结构和高度的各向异性导致在钻削、铣削加工过程中极易产生分层、起毛、撕裂等加工缺陷,严重降低CFRP构件的机械性能及疲劳寿命。为了实现CFRP的低损伤加工,需要从细观层面对CFRP的切削机理进行研究。因此,本论文首先建立变未切削材料厚度下切削力预测模型和缺陷预测模型,然后建立全切削纤维角下CFRP的纤维变形方程和切削力模型,基于上述理论研究,通过直角切削实验对CFRP的切削表面形貌和切削力进行分析。主要研究内容如下:（1）揭示在CFRP切削过程中分层缺陷产生机理。基于双参数弹性地基梁理论,考虑未切削材料厚度随切削时间的变化关系,建立切削纤维随未切削材料厚度变化的挠曲线方程,通过赫兹接触理论对刀具和纤维接触区应力分布进行分析,使用最大拉应力理论对纤维断裂进行判定。从剪切区、切屑区和回弹区建立切削力预测模型。实验结果表明,切削力预测模型可以准确预测不同工况下的切削力。此外,当切削深度为0.025 mm时,脱粘长度最长;而切削深度为0.05mm和0.075 mm时,脱粘长度几乎不变;当未切削材料厚度小于0.1mm时,纤维无法被切断,形成毛刺。（2）探究不同切削纤维角下CFRP的材料去除机理。对不同切削纤维角下的纤维受力进行分析,建立全切削角的切削力预测模型和纤维变形方程。实验结果表明,切削力预测模型可以准确预测不同切削纤维角下的切削力。当切削纤维角θ<90°+γ时,切削纤维随着刀具的进给逐渐弯曲,最终达到强度极限。当切削纤维角θ>90°+γ时,首先是切削纤维自由端的弯曲变形,此时刀具和纤维的接触形式为纤维自由端的点接触;其次是纤维自由端的弯曲斜率达到前刀面的斜率,此时切削纤维的开裂点随着切削时间迅速向下移动,纤维和刀具的接触从点接触转化为线接触。（3）通过直角切削实验研究不同切削纤维角下CFRP的切削损伤。当切削纤维角θ<90°+γ时,切削表面有大量破碎的树脂基体和破碎的碳纤维残留,随着切削纤维角的增加,切削表面更加平滑,纤维脱粘开裂现象减小。当切削纤维角为120°/135°/150°时,切削表面有大量纤维完全裸露,没有树脂基体包裹,且在切削表面残留有破碎的树脂,纤维的主要断裂形式为弯曲断裂。