SiCp/Al复合材料是一类新的金属基复合材料(MMCs),由非金属相作为增强体,在诸多性能上远远优于金属基体,越来越多地使用在航空航天工业,汽车工业和运动装备等领域,其使用强度增加,耐高温性能优异,耐磨性也得到了改善。由于材料内部的几何和冶金缺陷等特性,容易导致加工缺陷的产生和使用刀具磨破损,且随着增强颗粒体积分数的增加,加工质量更加难以保证。因此对SiCp/Al复合材料的钻削加工性能研究具有极大的意义。本文对SiCp/Al复合材料的钻削过程进行了三维有限元仿真及试验研究。(1)使用快速成形技术,基于真实的刀具模型,建立了直径为3mm的金刚石涂层钻刀的CAD模型。建立了基于等效均质材料的三维复合材料有限元模型,从材料参数的选择、刀屑分离准则的选择、裂纹萌生与网格划分的关系、刀屑接触关系等方面解释了该模型的设定,并进行了相同参数下的验证试验,对比其中的切削力、切屑形貌,验证了该模型的可行性。(2)使用金刚石涂层钻头对复合材料进行有关切削力的试验,得到工艺参数对切削力影响的先后顺序分别为,每步钻削深度d、进给速度f、主轴转速n。对工艺参数的选择进行了优化试验,发现在进给速度选择尽可能小的情况下,4000rpm的主轴转速最适合加工SiCp/Al复合材料。针对切削用量的单因素试验,发现在每转进给量一定的情况下,主轴转速与切削力的大小成反比。(3)对不同材质的刀具分别进行了磨损试验,发现金刚石涂层刀具的主要磨损形式为粘结磨损,随着钻孔数量的增加,粘结在切削刃上的Al基体也会被剪切下来。而硬质合金钻头的后刀面快速磨损,很快达到其使用寿命;在前刀面处出现了Al基体附着的积屑瘤。(4)针对缺陷的形成,对有限元模型做出了改善。金刚石涂层刀具钻孔时,入口的主要缺陷形式是Al基体的断裂和Si C颗粒的脱落,出口的主要缺陷是塑性变形后Al基体的粘结附着。硬质合金刀具钻削后形成的孔出入口出现了大面积基体脱落的现象。采用钻孔端面的破坏面积S来定量评价缺陷大小的方法,得出进给速度是影响缺陷形成的最主要因素。