灰铸铁具有良好的铸造性能、耐磨性能、消振性能和切削加工性能,抗压强度比较好,可以满足大功率柴油机气缸体的设计性能要求。目前全球主流大功率发动机机体都是以灰铸铁为原料。随着全球化竞争的加剧,降低成本,成为企业生存发展的首要课题,而灰铸铁的切削加工成本也是发动机成本的重要组成部分。因此研究影响灰铸铁切削性能的因素以及其刀具的合理选择具有十分重要的理论意义和实用价值。目前潍柴采用的气缸体、曲轴箱、气缸盖、齿轮室等部件均为灰铸铁材料。企业希望通过对灰铸铁的切削性能的研究,达到降低刀具成本、提高刀具寿命、提高生产率的目的,特别是随着高速切削技术的应用和推广,对灰铸铁的切削性能、刀具材料和刀具寿命提出了更高的要求。因此通过研究灰铸铁的切削性能,分析企业目前灰铸铸铁材料的状况,在不影响其综合性能的前提下,优化其切削性能,就显得尤为重要。本文首先分析了影响灰铸铁切削性能的若干因素,通过组织形态、硬度、强度等方面进行了分析,并通过切削试验进行了验证。同时本文根据公司的实际生产情况,分析了HT250和HT280两种灰铸铁切削性能的区别。为了研究灰铸铁切削加工机理,实现工艺参数的优化,合理选择刀具,建立了灰铸铁切削加工过程数值模拟的技术路线；深入剖析切削产生的热、力及其耦合等复杂现象,建立了切削加工过程的有限元控制方程；研究了切削有限元模型所涉及的关键技术,利用积累及引用材料性能试验数据建立材料本构模型,引用切屑断裂标准,采用ABAQUS软件对灰铸铁进行了切削加工模拟,模拟的切屑形状、切削力同理论模型和试验结果基本吻合；以刀具寿命、加工效率为优化目标,对切削加工的工艺参数进行优化分析,从而能够选择出最理想的刀具并进一步取得了工艺参数对刀具寿命的影响规律。本文对于灰铸铁切削性能的研究,具有一定理论价值,更可以指导生产实践。研究灰铸铁的切削性能,可以达到降低刀具成本、提高刀具寿命、提高生产率的目的。本文主要创新点在于系统分析影响灰铸铁切削性能的因素,对铸件生产提出组织要求,并在企业首次采用有限元分析的手段,分析铸铁切削加工机理,对灰铸铁的切削加工进行模拟分析,针对目前组织,优化切削工艺参数,降低成本。本文对于灰铸铁切削性能的分析不够全面,只能代表本企业目前的状况,对于部分因素的分析不够深入。