随着我国经济的高速发展及农业机械化水平的不断提高,农业机械的需求呈现出高性能、高质量和多样化的发展趋势。内燃机作为农业机械的动力装置,是农业机械的最为重要的关键部件,它对农业机械的经济性,技术性及可靠性产生重要影响,在农业机械的生产和使用中起着举足轻重的作用。缸体是内燃机的主要零件,占到内燃机总重量的32%,制造成本的28%,总制造时间的21%,缸体的加工质量对内燃机的质量起着关键性的作用。因此研究如何利用以高速加工中心为代表的现代先进制造技术对内燃机缸体加工,并对切削过程的参数进行优化,对提高我国农业机械的技术水平,推进农业机械化有着重要的现实意义与极大的经济价值。本论文在吸收前人经验的基础上,创造性地提出了两级优化的设计思路：首先将影响切削的因素分为显性回归参数与非显性回归参数两大类,然后针对两类不同参数的特点,分别采用不同的优化方法。首先针对具体切削环境,对刀具材料及刀具参数进行一级优化：针对缸体零件的材料与技术要求进行分析,选择了合适的刀具的材料,在此基础上,依据高速切削的基本规律及以往的研究成果,以加工质量指标为优化目标,采用正交实验进行优化,获得一组优化的刀具参数。并结合单因素实验分析了刀具参数对切削力的影响,进一步验证了所获刀具参数优化值的有效性。在一级优化的基础上,对切削速度,进给量,及切削深度进行二级优化：以一级优化获得的刀具参数进行切削实验,建立了切削力模型。进而建立以最高生产率,最低成本,最大利润率,综合效果最好为优化目标,以切削速度,进给量,切削深度为设计变量,以刀具参数,机床参数,工件质量,夹具参数为约束的多约束条件的优化模型。优化结果对加工中心高速铣削内燃机缸体零件具有很强的实际指导意义。更为重要的是所采用的两级优化思路与技术路线独树一帜,具有普遍推广价值,按此技术路线进行优化,对其他零件的批量生产具有重要的意义。