在机械产品中,绝大多数零部件是通过切削加工实现的,而在切削加工系统中,切削用量的合理选择将直接影响产品的质量、生产周期、生产成本,以及整个生产系统的经济效益等。因此,随着市场竞争的日益激烈,运用科学合理的手段选择切削用量的最优组合已势在必行。本文以地铁DZ44型转向架轴箱的机加工工序所涉及到的切削方式为研究对象,针对切削用量的优化选择问题,采用最大生产效率为主优化目标、最低生产成本为次优化目标的多目标优化准则,在通过对机加工工艺中单工序单工步和多工序单工步制造系统切削用量优化目标数学模型的建立方法进行全面研究的基础上,建立多工序制造系统切削用量的优化目标数学模型和约束条件方程。根据切削用量的优化模型,通过对最优化技术进行研究,本文分别运用数值优化技术和非数值优化技术(遗传算法)实现多工序制造系统切削用量二因素(切削速度和进给量)的优化组合。切削用量优化的相关成果正在逐步应用于实际生产中,使企业能够根据市场的需求快速做出生产决策,并为企业的自动化生产奠定了基础,对企业追求经济效益的最大化有着指导意义。本文的主要研究工作可总结如下:1.运用数值优化技术实现了对多工序单工步制造系统切削速度的无约束优化,给出了不同优化准则下关键工序的确定方法,以及松弛工序的最佳切削速度选择准则。2.建立了符合生产实际的多工序多工步制造系统切削用量优化的目标数学函数模型和相应生产条件下的约束方程,并给出了基于多目标优化准则下切削用量的数值解析优化方法。3.通过对现代智能优化技术的研究,给出了多工序多工步制造系统切削用量优化组合的非数值优化—遗传算法的实现方法。4.结合轴箱部分机加工工序的工艺信息,运用C#程序设计语言,编写了基于数值优化技术和非数值优化技术—遗传算法的切削用量优化程序,实现了对多工序制造系统切削用量的有约束优化组合。5.运用均匀设计实现了钻削工序最优切削用量的验证性试验方案设计,并通过对试验数据进行直观分析,从而验证了切削用量优化思想的正确性。