H13钢是一种国内外广泛使用的热作模具钢,其服役过程中受到高温、高压和冲击的作用,工作条件恶劣,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；多轴数控加工是目前广泛应用于航空、航天、汽车、模具等制造领域的高效加工方法。因此,研究多轴加工工艺对H13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。分析了球头铣削参数对残留高度的影响,设计并进行了多轴球头铣削H13钢的单因素切削试验,研究了刀具位姿、走刀路径、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的影响规律。分析了金属疲劳的机制及其影响因素,基于多轴铣削试验设计了H13钢三点弯曲疲劳试验,得到了不同加工参数下H13钢样条的疲劳寿命,并对典型的疲劳断口进行了宏观和微观的定性分析。研究了多轴铣削加工参数对H13钢疲劳寿命的影响,结果表明：走刀路径对疲劳寿命具有重要的影响；当表面走刀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；在不同的走刀路径中,各加工参数对疲劳寿命的影响规律不尽相同。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,结果表明：走刀路径对摩擦系数具有重要影响,当摩擦方向与走刀路径方向相互垂直时,表面摩擦系数相对较小,且表面磨损程度较轻；当两方向成45°夹角时,摩擦系数最大,但磨损程度较两方向平行时轻；不同的加工参数对摩擦系数的影响规律在不同的走刀路径中不同。