辙叉是铁路道岔设备的关键部件,通常材料为ZGMn13高锰钢,属于典型的难加工材料。目前,高锰钢辙叉实际加工中切削用量的选择往往依靠经验进行,这种经验法选择造成的切削用量数值不合理,是导致刀具磨损、破损剧烈,使用寿命低,切削效率低下的重要原因。本论文针对高锰钢辙叉加工过程中切削用量优化问题进行了较为系统的研究,首先对高锰钢的切削加工性,切削刀具材料和刀具几何角度,加工高锰钢时的切削力,切削温度进行了分析和总结,为后面研究高锰钢的刀具寿命试验,铣削用量优化奠定了基础。在分析正交试验原理的基础上,采用多因素正交回归试验法,建立了硬质合金刀具铣削高锰钢的寿命经验公式,研究了主轴转速,进给速度,切削深度,切削宽度对刀具寿命的影响程度,给出了经验铣削高锰钢的切削参数范围,并对刀具寿命分布参数进行了点估计和区间估计。以切削速度和每齿进给量为优化变量,以最大生产率和最低生产成本为目标函数,综合考虑机床、刀具、工件等客观条件的约束,建立了符合生产实际的高锰钢铣削加工的多目标多约束优化数学模型。针对数学模型的非线性和非凸性,采用模拟自然进化的遗传算法进行求解,最终搜索到全局最优解。利用MATLAB进行编程,编制出界面友好的切削用量优化程序,能够对优化目标和输入参数进行多种选择,并将优化结果可视化。优化得到的铣削用量能够有效降低高锰钢的生产成本,提高生产效率,充分表明了所建立的优化数学模型和采用的遗传算法具有生产实用性,为高锰钢铣削用量优化提供了理论依据和应用指导。