大型筒节毛坯为自由锻造而成,其直径最大可达7m以上,最大高度达6.4m,单件重达200多吨。大型筒节毛坯锻件表面加工条件非常恶劣,其荒加工过程中材料去除量高达50%,切削深度ap更是达到30mm,其材料采用高温高强度钢2.25Cr-1Mo-0.25V,切削过程中不同切削参数会产生刚度极高且形态各异的大型切屑,切屑的折断需要很大的机械载荷。因此,切屑的每次折断均会给刀片造成机械冲击。切削过程中由工件表面的锻造缺陷和大型切屑折断瞬间所引起的冲击载荷以及工件表面的金属硬化物等均会引起硬质合金车刀发生冲击破损(冲击断裂和疲劳断裂)以及高温力学性能失稳现象的发生。针对大型锯齿形切屑生成特点,通过应用有限元仿真及切削实验研究相结合的方法,深入分析重型切削特点及大型切屑形式与卷曲过程,借助扫描电镜观察,揭示大型切屑形成机理；通过应用有限元仿真分析大型切屑卷曲过程，明确其折断位置范围,建立大型切屑折断载荷力学模型,定量描述其折断载荷大小及分析影响模型精确度的相关因素,并通过切削实验验证模型的准确性及可靠性。针对重型切削过程中硬质合金车刀易产生冲击断裂的问题,应用机械冲击理论从冲击载荷角度分析重型硬质合金车刀冲击断裂产生的原因,并确立其产生冲击断裂的临界条件；采用数值描述结合有限元仿真的方法,分析研究重型硬质合金车刀冲击断裂产生机理及破损形式,并通过冲击实验揭示硬质合金抗冲击强度的尺度特性。针对重型硬质合金车刀发生疲劳失效现象。通过疲劳实验,提出动态载荷下硬质合金疲劳断裂产生机制；通过断续切削实验,研究分析导致硬质合金车刀疲劳行为产生的本质原因,提出预防硬质合金车刀过早出现疲劳的措施。针对重型切削过程中由高温引起的硬质合金车刀力学性能失稳问题。对重型车削过程中的切削热产生与影响进行研究。通过有限元仿真分析,揭示重型切削过程切削热产生机制；采用温升实验方法,对硬质合金硬度与温变的关系进行分析,研究硬质合金车刀硬度的温变规律：通过热冲击和热膨胀实验,研究热冲击对硬质合金车刀力学性能的影响,并明确重型切削最高温度范围。提出一种基于图像处理技术的大型筒节毛坯锻件荒加工：过程车刀切削行程计算和冲击寿命评价方法,并明确该方法的限定条件：综合分析筒节荒加工过程特点,提出实现大型筒节高效加工的技术措施。本文采用硬质合金车刀,以重型筒节材料高温高强度钢2.25Cr-1Mo-0.25V钢的切削过程为研究对象,通过理论分析、数值计算模拟以及高温性能实验、切削实验相结合的方法,在大型切屑折断力学、硬质合金车刀冲击断裂、疲劳断裂、高温力学特性以及车刀寿命评价等方面进行研究。研究可为重型切削加工的生产增效以及重型切削刀具开发技术的推广提供理论指导和技术支撑。