因其良好的机械性能和化学性质,不锈钢材料在各行各业中都有着非常广泛的应用。尤其在石油天然气钻采及储运装备中大量使用着不锈钢材料。但是,从现场使用情况来看,不锈钢零件的加工表面质量对其抗腐蚀性能和疲劳寿命具有较大的影响,由于加工质量而导致不锈钢制品失效的现象屡屡发生。然而,不锈钢材料塑性大、硬度高、加工硬化现象严重使其在切削加工过程中表面质量难以提高。论文以AISI304不锈钢为研究对象,对其不同切削参数下的切削性能进行了实验研究与有限元分析,得出了在满足表面质量要求前提下具有最高加工效率的参数组合。首先通过调研大量国内外对金属切削进行的研究,分析了金属切削仿真的关键技术。在此基础上,利用有限元分析软件Abaqus建立了YW2硬质合金刀具车削304不锈钢的二维正交切削有限元模型,模拟分析了切削力、切削温度、切屑形态和加工残余应力随切削参数和刀具几何参数的变化规律。为研究不锈钢材料加工表面质量随切削参数的变化规律,同时验证有限元模型的准确性,进行了304不锈钢的车削实验,得到了正交实验条件下表面粗糙度值和加工硬化层厚度值,并分析了切削参数和刀具几何参数对其影响规律；同时将获得的主切削力值与仿真值进行对比,验证了有限元模型的正确性。以中心复合实验设计方法实设计了面向表面粗糙度值和加工硬化层厚度的车削实验并以实验数据为基础,通过多项式响应面方法拟合出表面粗糙度和加工硬化层厚度的预测模型。以预测模型为约束条件,以金属切除率为目标函数,以切削用量的取值范围为边界条件,通过多岛遗传算法进行了面向已加工表面质量的切削参数优化,得到了在相应约束值下的最优切削参数组合。