随着世界炼油业、核电业的不断发展，大型零部件的应用越来越广泛，其制造技术也越来越先进。筒节材料2.25Cr-1Mo-0.25V钢是当今炼油业、核电业的主要应用材料，属于难加工材料，它的加工技术是否成熟代表着一个国家工业的水平。在重型切削筒节材料过程中，材料的去除率很高，加工条件十分恶劣，切削刀具经常出现粘结破损和冲击破损现象，并且由于筒节材料粘性大，产生的切屑不易折断，经常缠绕刀具和工件，影响加工效率。目前国内针对重型切削的刀具较少，技术也不完善，因此研发能够适用重型切削条件下的高性能刀具有很大的实际意义。本文主要有以下研究内容：首先，采用不同三维断屑槽型刀片对筒节材料进行切削性能实验，绘制断屑范围图，分析三维槽型对断屑效果的影响；归纳总结加工筒节材料产生切屑形态趋势；对比分析不同槽型刀片在不同切削参数下产生的切削力和切削温度，优选具有最佳性能的断屑槽型，为后续的重型刀片设计提供依据。其次，针对重型切削筒节材料的实际加工情况，分析了重型切削大型切屑的形态；采用有限元仿真软件分析重型切削大型切屑的生成、卷曲、折断机理与折断条件；研究了大型切屑的折断力学特性，并建立了大型切屑的折断力学模型，为研究断屑槽对切屑卷曲和折断的影响提供了理论参考。再次，基于以上实验和理论分析，从刀具的材料、形状、切削刃形状、切削刃长度、断屑槽的截面形状、断屑槽的结合参数以及断屑槽的一些特殊结构等方面开发设计重型切削筒节材料的刀具。最后，本文利用Thirdwave AdvantEdge和Deform-3D有限元仿真软件对新型重型刀具进行三维模拟切削仿真。观察刀具的断屑效果，分析切削过程中的切削力和切削温度，验证刀具断屑槽结构的可行性。