汽车覆盖件淬硬钢模具的铣削加工技术反映了汽车模具制造的水平,是汽车制造业主要发展和研究的关键技术之一。由于模具尺寸大,通常由多种淬硬钢材料拼接而成,因此,在铣削加工的过程中,刀具常常要在一个周期内同时铣削两种或是两种以上的材料,导致铣削力发生复杂的变化,而这些变化会导致刀具急剧磨损、已加工表面质量下降等。目前国内对于淬硬钢多硬度拼接情况的铣削力变化特征的研究还很不多。所以,研究多硬度拼接淬硬钢的铣削力有很重要的理论价值和实际意义。本文的主要内容是:(1)在金属切削理论,刀具变形理论和系统辨识理论等基础上,建立存在倾角情况下的单一硬度淬硬钢三轴铣削加工的柔性铣削力模型。该模型基于经验系数模型,考虑了工件表面倾斜,刀具的变形和偏心等因素,为多硬度拼接过缝铣削力模型建立基础。(2)基于单一硬度的淬硬钢倾斜工件表面的三轴铣削的铣削力模型,建立淬硬钢拼接过缝处倾斜面铣削力经验系数模型。模型中将铣刀铣削到拼接过缝处的区域进行划分,按条件计算在不同区域的瞬时微元铣削力,然后再通过铣削力微元积分计算铣削力合力。(3)利用建立的铣削力模型预测了拼接淬硬钢铣削力,并进行了多硬度拼接的Cr12MoV工件的铣削试验,验证了铣削力模型。试验设计采用了混合设计,即主轴转速n和进给速度f间采用均匀设计,其余参数之间采用正交设计。通过对试验测量的铣削力数据进行分析,验证了模型的正确性。同时分析了不同铣削条件下,铣削力的变化规律,尤其是倾斜角度对铣削力的变化的影响。