作为汽车心脏的发动机,其制造质量直接影响着汽车的使用性能。缸体作为发动机各机构及系统的装配基础,其制造精度对发动机的整体性能有着重要的影响。灰铸铁HT250是缸体铸造的主要材料之一,如何确定合理的切削用量以控制切削力和表面粗糙度备受关注,对其展开研究不仅对实际加工有一定意义,也可以使金属切削的有关理论得到完善。本文以某公司某型号柴油发动机缸体为研究对象,该型号缸体采用灰铸铁HT250铸造后进行机加工。采用铣削实验与模拟仿真相结合的方法,运用极差分析法和稳健性设计对切削用量进行优化,为实际切削加工提供了可靠参考。本文研究工作主要包括以下三个方面：首先,本文对三维铣削加工过程进行了简化,得到了二维正交切削加工模型,进而采用ABAQUS软件进行了二维切削加工过程的模拟仿真。切屑形态与试验所得切屑形态相一致,切削力波形图与试验采集到的切削力波形图具有相似的波形和趋势,验证了所建模型的可靠性和准确性。仿真结果表明：随着切削速度的增大,切削力有减小的趋势,但是减小的幅度并不大；随着切削深度的增大,协削力明显增大。其次,本文进行了铣削加工的实验研究。采用正交实验法,分别建立了影响切削加工中切削力和表面粗糙度的三因素四水平的正交实验表L16(43)。根据正交实验表,进行了铣削加工的实验,得到了每组实验的切削力和表面粗糙度的平均值。采用极差分析方法对数据进行了处理和分析,得到了切削用量各自的优水平,并且分别分析得到了以减小表面粗糙度为优化目标时的最优切削用量组合和以减小切削力为优化目标时的最优切削用量组合。最后,运用稳健性设计方法,对影响切削力和表面粗糙度的切削用量进行了优化,最终得出了基于Taguchi稳健设计的最优组合,该组合恰好是正交实验表中的第十五组。该组合下的切削用量在保证较高金属去除率的同时能获得较小的切削力和较好的表面粗糙度,且稳健度较好,达到了优化设计的目的。通过本论文的研究,得出了切削用量对切削力和表面粗糙度的影响规律,实现了对切削用量的优化,为柴油发动机缸体的铣削加工提供了可靠的理论依据和技术参考。