碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)是一种新型复合材料,具有高强度,高弹性模量,耐高温等优点,在航空航天、汽车制造等领域的应用前景十分广阔。随着其内部高硬度的增强相SiC含量的提高,加工更加困难,严重阻碍了这种材料的发展。为了解决高体积含量的SiCp/Al复合材料的加工问题,本文将超声波纵向高频振动引入铣削中,希望能够降低普通铣削有害振动对加工质量的影响,减少刀具磨损,降低铣削力和提高铣削质量,扩大超声辅助加工工件的范围。本文对高体分SiCp/Al复合材料在超声高频纵向振动下的铣削特性进行了研究。建立了超声振动切削力的理论模型,利用自制的超声波铣削系统对加工过程中的铣削力的变化规律和各个铣削参数对铣削力的影响进行研究,最后通过金相显微镜和电镜分析了超声铣削下工件表面的微观结构,建立了超声纵向振动铣削的表面形成的二维和三维模型,对SiC体积含量超过60%的SiCp/Al复合材料的材料去除过程进行了研究,利用粗糙度仪和白光干涉仪研究了各个铣削参数对表面粗糙度的影响规律,通过工具显微镜研究了刀具磨损形态,分析了刀具磨损的原因。研究结果表明:在相同切削参数下,超声高频纵向振动铣削SiCp/Al复合材料时的切削力低于普通铣削;超声铣削下SiC颗粒剪断的概率大大提高;超声纵向振动铣削下切屑为锯齿型切屑,普通铣削为崩碎切屑;超声振动下刀具磨损量远小于普通铣削;铣削SiCp/Al复合材料时,刀具磨损主要是后刀面磨损,磨损原因为硬质点磨损和热化学磨损;PCD刀具是加工这种颗粒含量高的最优刀具。