汽车覆盖件具有结构尺寸大、表面精度要求比较高等特点,并且制造工艺复杂,大部分应用在汽车重要部位,其淬硬钢模具属于典型的高强度、高硬度材料。本文所研究的多硬度镶块式淬硬钢模具是指由材料不同和硬度不同通过精加工铣削表面形貌达到工艺要求的淬硬钢模具。采取标定的装配次序和加工方法得到拼接缝隙<0.02mm的淬硬钢模具,采用这种形式的淬硬钢模具普遍应用在大型汽车覆盖件等范围。由于存在硬度差,硬态铣削过程中剧烈的力冲击使得刀具发生磨损,铣削振动控制不良会导致此过程加快,甚至出现了刀体的损伤。加工带有镶块式的拼接模具时,工件硬度突变会进一步加剧刀具的破损程度。若工艺参数和条件配置不合适,严重时甚至会引发刀体整体折断。因此,不同程度的刀具失效严重制约着拼接模具的高品质加工。本文研究了多硬度拼接淬硬钢模具铣削过程中的铣削力突变、铣削过程由于拼接处产生硬度差而引起的铣削振动和这种振动增加刀具磨损降低表面质量等问题,进行了铣削力突变研究和铣削颤振仿真分析,仿真出铣削稳定域并用试验方法进行验证。首先,根据球头铣刀刀具几何模型和力学本构模型建立球头铣刀铣削力模型。利用辨识试验得到不同硬度的铣削力系数。其次,基于不同硬度材料参数的不同建立多硬度拼接淬硬钢铣削有限元模型。模拟仿真了不同铣削方向对铣削力突变的影响,并用试验验证了仿真模型的正确性。进行单因素试验得到不同切削用量对铣削力突变的影响,利用正交试验方法对切削用量进行优化得到最佳的工艺参数。再次,利用动态特性稳定性分析方法建立了多硬度拼接淬硬钢铣削稳定性预测模型,仿真出多硬度稳定性性曲线,分析了模态参数对铣削叶瓣图形状的影响,然后通过铣削试验得到铣削过程中振动信号来判断稳定性曲线的准确性。最后,通过铣削试验得到的工件进行表面质量检测和观察刀具磨损来分析铣削颤振和表面形貌以及刀具磨损的关系。