碳纤维复合材料具备强度高、质量轻、耐磨性好、抗腐蚀性和抗疲劳能力强等优越的材料机能。广泛应用于工业领域中的原子能工业和高新技术，在民用产品上，如体育设备、农业机械、医疗设备等也得到较广泛的应用。碳纤维复合材料是高强度的层状结构材料，有明显的各向异性，纤维轴方向上的强度很高，与金属材料的组织结构特点差异较大，使其在切削加工过程中刀具磨损快、刀具耐用度低，容易产生分层、撕裂等缺陷。然而，目前有关碳纤维复合材料切削加工的研究尚处于起步阶段，相关的研究局限于切削机理、刀具磨损机理等基础研究方面，其研究成果还不能直接用于指导实际生产。有关碳纤维复合材料制件切削加工的工艺设计、切削参数选择主要依据个人经验，缺乏工艺优化，直接影响了碳纤维复合材料制件的切削加工质量、加工效率和加工成本。因此，碳纤维复合材料制件切削工艺的优化具有重要的应用价值和实际意义。本文以“碳纤维复合材料制件切削工艺优化”为课题。完善了碳纤维复合材料制件切削加工理论及刀具磨损机理，分析了刀具材料、切削用量对刀具磨损性能和工件加工质量的影响规律进行了试验研究。目的是为探索出提高铣削碳纤维复合材料制件加工质量和刀具耐用度的最佳铣削工艺，并提供理论及应用指导，其主要内容如下：1、采用硬质合金刀具和CVD金刚石薄膜涂层刀具，对碳纤维复合材料制件进行系统的切削试验，通过单因素实验，研究了未涂层刀具与涂层刀具的磨损机理和切削用量对刀具磨损的影响。结果表明：两种刀具的主要磨损形式是后刀面磨损，磨损机理为磨粒磨损，而未涂层硬质合金铣刀同时存在着刀具破损现象；切削速率和背吃刀量对刀具后刀面的磨损影响较为明显；未涂层与CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀相比较，后刀面的磨损量保持在2.3~3.8倍之间，从刀具的耐磨性考虑，CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀可以用于碳纤维复合材料的生产加工。2、通过正交实验，研究了未涂层刀具与涂层刀具对加工质量的影响和切削参数的优化组合。结果表明：相同的切削参数下，涂层刀具铣削碳纤维复合材料的毛刺短而疏，未涂层刀具加工的毛刺长而密；切削速率与进给量的交互作用是涂层刀具后刀面磨损的显著因素，其显著性大小顺序为：交互作用a v>进给量f>切削速率v>背吃刀量ap；切削参数对未涂层刀具后刀面磨损规律均无显著影响；3、利用正交试验的最优参数组合，研究了未涂层和涂层的刀具寿命、刀刃磨损和工件加工质量的变化规律。结果表明： CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀的刀具使用寿是未涂层的7.5倍；刀具寿命直接影响着的加工质量，碳纤维复合材料的毛刺大小与密集度跟刀具后刀面磨损宽度成正比关系。通过化学沉积法的金刚石薄膜涂层能有效防止刀具的化学磨损和扩散磨损，使刀具后刀面磨损变化均匀缓慢；在实际应用中，从考虑碳纤维复合材料的加工质量、加工经济性和加工效率角度出发，未涂层和涂层刀具铣削长度分别至5.4m、40.5m时，应及时检查刀刃的磨损情况。