铝硅合金ZL109是常用的活塞材料。其具有弹性模量小、含有高硬度硅、抗塑性形变能力和切削散热条件差等特点。因此,还有刀具寿命短、切屑缠绕划伤表面、加工振动与变形等生产问题。本文基于铝硅合金切削特性、反向切削法、表面完整性表征和形成机理,利用切削实验、表面完整性和疲劳性能分析相结合的方法,分析探讨单工步精切削铝硅合金ZL109表面质量,提出分段进给切削、调整精切削步数与方向控制表面完整性方法、粗切削—反向精切削—正向精切削工艺,对单工步进给正向、分段进给正向与正反向精切削铝硅合金的抗疲劳性能进行研究。分析讨论了单工步精切削铝硅合金ZL109表面质量。采用粗切削—精切削工艺,探讨单工步精切削参数对其表面质量影响。单工步精切削铝硅合金表面残余拉应力随切削用量变大而变大。为获得合理表面粗糙度,切削速度和深度值不可过高或过低。同时,进给量应取小值。表面存在晶粒破碎、表面层凹凸等加工缺陷。表面硬化层深度在30～50μm内。采用简化工艺,可获得满足规定活塞表面粗糙度。提出分段进给切削方法。基于表面完整性形成机理,进行了单工步进给、分段进给正向与反向精切削铝硅合金表面完整性对比分析。分段进给切削散热条件好,表面弹塑性恢复和热膨胀程度低,可有效断屑和避免表面划伤。发现分段进给正向精加工表面硬度升高,表面粗糙度波动与残余应力值下降,表层结构缺陷极少。提出调整精切削步数和方向控制表面完整性的方法、粗加工—反向精加工—正向精加工工艺(正反向精切削)。基于反向切削方法,提出研究精切削步数和方向对铝硅合金表面完整性的影响,详细讨论正反向精切削铝硅合金表面完整性。采用正反向精切削方法可以导致表面残余压应力,并且表面粗糙度低至0.25μm。研究了单工步进给正向精切削、分段进给正向精切削和正反向精切削铝硅合金试样的高周疲劳寿命和对应的疲劳断口形貌。相对单工步进给正向精切削,分段进给正向精切削和正反向精切削可提高铝硅合金切削试样的抗疲劳性能。