车轮是重载列车走行部实现牵引与制动的关键部件之一。运行过程中的车轮踏面磨耗会导致重载列车运行性能下降,因此需要定期对踏面进行修型与维护。踏面修型主要采用基于车削加工的镟修工艺来完成,镟修质量对车辆的后期运行性能有重要影响,因此研究重载车轮钢的切削加工机理与特性具有一定的工程意义。本文对重载列车使用的CL70车轮钢切削成屑机理与微观组织演变等进行研究,具体研究内容如下:根据金属切削原理,并结合车轮镟修工艺技术,利用ANSYS/Ls-Dyna软件,建立三维正交切削有限元模型。根据切削仿真过程中的应力场、切削温度与切削力的变化规律,分析了 CL70车轮钢的切削成屑机理。基于单一变量原则设计仿真方案,分析了切削深度、切削速度及刀具前角对切削过程中的切削力和切削温度的影响。设计了 CL70钢车削加工正交实验与对比实验,依据测量的加工表面粗糙度数值,采用极差分析法,比较了切削速度、背吃刀量和进给量对表面粗糙度的影响大小顺序;基于单一变量原则,分析了车削用量对表面粗糙度的影响规律与切削速度对切屑形态的影响。利用扫描电子显微镜,观察分析了车削加工表面形变层的微观组织形貌演变规律,并以变形层厚度为指标,分析了车削用量对加工表层在深度方向上微观组织形貌的影响,从微观角度研究了重载列车车轮钢的切削加工机理。论文采用仿真与实验相结合的方法,从宏观的切屑形态变化到微观组织形貌演变,研究重载列车车轮钢的切削加工机理,研究结果可以为重载列车车轮钢的切削工艺参数优化提供一定的参考。