淬硬钢机械性能优良,广泛应用于模具制造业以及航空和汽车制造业。高速铣削是加工淬硬钢模具的主要工艺方法,已成为当今世界模具制造业重点发展的一项高新技术。高速铣削淬硬钢刀具磨损、离心力和动态切削力引起的振动问题突出,进行高速铣刀动态特性研究,揭示其变化规律对解决高速铣削淬硬钢加工中存在的关键问题具有重要理论价值与实际意义。本文在高速切削理论和相关研究成果的基础上,采用切削动力学理论、切削振动理论、有限元法和数值分析法,进行动态切削力、刀具磨损和刀具振动建模与仿真研究:在淬硬钢高速铣削机理与刀具磨损研究基础上,通过切屑变形引起的切削力和后刀面磨损对动态切削力影响分析,建立高速铣刀动态切削力模型;以动态切削力、刀具参数和切削参数为条件,对刀具磨损引起的切削力进行求解,建立了刀具磨损预测模型;并提出了基于动态切削力和刀具磨损的高速铣削加工状态识别方法。通过对高速铣削过程刀具强迫振动的研究,采用切削动力学理论和数值分析方法,建立了刀具不平衡量引起的离心力和动态切削力共同作用下的刀具强迫振动模型;利用有限元法,通过对高速铣刀模态分析和瞬态动力学分析,对高速铣削加工刀具振动模型系数进行了辨识。基于动态切削力、刀具磨损和刀具振动数学模型,在simulink环境下建立了面铣刀和球头铣刀相应的仿真模型;进行了动态切削力和刀具振动特征分析,研究了铣刀结构参数和切削条件对刀具振动的影响;通过高速铣削淬硬钢实验和刀具磨损测量实验对刀具振动和刀具磨损仿真模型进行了验证。基于上述研究,提供了一种高速铣削淬硬钢刀具动态特性研究的方法;建立的动态切削力和刀具振动仿真模型,为高速铣削淬硬钢切削参数优化提供了基础平台。