随着中国汽车工业的飞速发展,人们对汽车的外观提出了更高的要求,因此具有自由曲面的汽车外覆盖件得到了越来越广泛的应用。由于汽车外覆盖件通过冲压工艺获得,所以生产高精度自由曲面模具极其重要。在加工自由曲面模具过程中,由于曲率变化,在铣削加工时产生让刀误差、铣削振动和残留高度,这三种加工误差将导致模具加工表面精度降低,进而导致汽车外覆盖件质量下降。因此,研究球头铣刀铣削自由曲面模具的铣削规律,不仅对模具表面质量提高提供了理论基础,同时对提高模具生产精度,提高加工效率起着重要意义。本文以汽车外覆盖件模具为研究对象,分析研究了自由曲面模具曲率特征对铣削加工误差的影响,具体研究内容包括:基于自由曲面模具的曲率变化和高斯曲率,构建了一个考虑两个方向主曲率的自由曲面的综合曲率特征模型。分析曲率特征对铣削过程中刀具与工件接触参数的影响,建立考虑到曲率特征的瞬时铣削厚度模型,建立微元铣削力模型,并通过积分建立整体铣削力模型。对铣削加工过程中的让刀误差、铣削振动和残留高度进行分析,针对三种误差分别建立加工误差模型。根据三种加工误差的时空特性,构建考虑让刀误差、铣削振动和残留高度的综合加工误差模型。利用在机测量设备并通过自适应采样方法对已加工表面进行检测点提取,通过自适应表面细分法计算,获得自由曲面模具的加工误差曲线,对加工误差曲线进行小波分解,获得未检测的具有明显加工误差的检测点。通过加工中心铣削自由曲面模具实验,选择了一组确保加工精度和效率的加工参数。基于这组参数,同时采用实验仿真项对比的方法,验证铣削力模型和综合加工误差模型的准确性。