随着现代化工业的快速发展,模具制造业对产品质量和加工效率要求越来越高,迫切需要具有实际应用价值的动力学仿真理论和应用技术。在模具制造中,淬硬钢因其延伸率小、塑性低、易于形成高光洁加工表面的特性而得到广泛应用,而球头铣刀铣削工艺作为曲面加工的主导方法,在大型淬硬钢模具加工和大面积复杂曲面的加工中占有主导地位。所以,对球头铣刀铣削淬硬钢存在的问题、难点进行针对性研究,对提高淬硬钢材料的加工效率和精度,淬硬钢材料制品的应用范围有重要的意义。因此,本文结合模具生产实际现状主要进行以下研究:根据淬硬钢铣削加工特点,设计了基于参数优化以及基于刀具切削稳定性分析的试验,分析了铣削加工中各参数(转速、每齿进给量、行距、加工倾角)与刀具振动的关系,并结合分析铣削参数和加工工件表面质量的关系,综合讨论了铣削加工中工艺参数对铣削稳定性的影响。同时,在研究硬态铣削工艺中球头铣刀振动特性的基础上,建立了球头铣刀几何模型和有限元模型,对球头铣刀进行了模态分析和振型研究。球头铣刀力学特性的研究对分析模具铣削加工特性有很大帮助,本文通过不同铣削路径试验研究不同铣削路径优劣性,并结合对刀具径向跳动和变形的分析,建立了球头铣刀铣削力模型,并对模型进行仿真验证。在淬硬钢铣削特性试验研究和力学特性研究的基础上,研究淬硬钢铣削加工存在的各种振动类型,结合相关理论研究,对受迫振动和自激振动结合分析,并通过分析系统共振区与稳定域曲线在稳定性极限图的位置关系来研究淬硬钢铣削加工稳定性。最后,本文以数控铣削加工过程动力学仿真的实际应用与研究为目标,在动力学仿真分析与研究的前提下,针对球头铣削过程所涉及的主要物理量(铣削力系数,铣削力,颤振稳定域)的仿真计算建立了球头铣削过程动力学仿真系统。