模具作为工业生产中的主要工艺装备,广泛应用于机械、电子、汽车等大支柱产业中。模具钢是用来生产制造模具的主要钢材,高速加工模具钢不再单纯追求高去除率,更关注高速条件下高表面加工质量、高加工精度的研究。因此,深入研究高速铣削模具钢时温度场和表面完整性的分布情况,提高其铣削加工质量具有重要意义。本文针对高速铣削温度场和表面完整性的分布情况进行了研究。从系统热传导通用方程出发,充分考虑实际高速铣削过程中铣削热的传导方式、刀具与空气介质的热对流作用以及热流强度边界条件,建立了高速铣削瞬态温度场的热传导模型,基于加权余量法,将温度场模型的微分形式转化为相应的积分泛函方程形式,提出一种具有一定精度近似解的计算方法,得到以等时间间隔下的铣削系统内空间微元的瞬态温度响应量。针对实际高速铣削模具钢的特点,提出了更加符合实际加工需求的切屑分离准则。通过建立的三维有限元模型,对相同铣削参数下不同铣削轨迹进行仿真,分析铣削力变化规律,得到了以表面粗糙度为目标的曲面铣削行距的算法。基于优选后的铣削轨迹,结合铣削仿真与铣削实验,对表面粗糙度、表面残余应力和表面加工硬化进行研究,定量的分析了工艺参数对表面完整性的作用规律,并揭示其形成的物理本质。最后,利用Matlab-GUI作为软件开发平台,以建立的高速铣削温度场模型和表面完整性分布规律为基础,开发了高速铣削模具钢仿真系统。本文通过理论研究与实验相结合的方法,对高速铣削表面完整性和温度场进行了深入的研究,减少了高速铣削加工的试切费用,提高工件表面质量。使得高速铣削高精度的优点得到了充分发挥,获得了更加广泛的应用。