SKD11模具钢是一种国内外广泛应用的冷作模具钢,其工作过程中承受很高的冲击载荷和疲劳应力,对加工表面完整性、疲劳性能及摩擦磨损性能等提出了很高的要求;多轴数控铣削加工是目前广泛应用于航空、航天、模具等制造领域的高效加工方法。因此,研究多轴铣削加工工艺对SKD11模具钢表面完整性、疲劳性能及摩擦磨损性能的影响规律,具有重要的理论及应用价值。通过有限元仿真预测了典型零件冲压模具的易失效区域,并通过模具加工和冲压试验验证了仿真的可靠性,检测了模具工作表面的粗糙度变化,研究了冲压模具的失效机理。设计并进行了多轴球头高速铣削SKD11模具钢的单因素切削试验,研究了加工路径、切削速度、径向切深和每齿进给量对加工表面表面粗糙度、表面残余应力及表面显微硬度等加工表面完整性的影响规律。基于多轴铣削试验设计了 SKD11模具钢三点弯曲疲劳试验,得到了不同加工参数下SKD11钢样条的疲劳寿命。研究了多轴铣削加工参数对SKD11钢疲劳寿命的影响,结果表明,加工路径对疲劳寿命具有重要的影响,当表面加工路径方向与表面受拉方向平行时,能够获得较高的疲劳寿命;当两方向相互垂直时,疲劳寿命最为不利;在不同的加工路径中,各加工参数对疲劳寿命的影响规律不同。基于试验结果,提出了获得高疲劳寿命的加工工艺方法。采用球-盘配合往复摩擦试验,研究了不同加工参数下球头铣削表面的摩擦系数和磨损量变化规律,结果表明:当摩擦方向与加工路径方向相互垂直时表面磨损量较小;当两方向成45°夹角时,磨损量最大;不同的加工参数对摩擦系数的影响规律在不同的加工路径中不同。