高速切削技术是21世纪新兴技术，具有高速、高效、高精度等优良特性，广泛应用于航空航天、模具等领域。高速切削加工技术的推广使用对机床、刀具、刀具轨迹、切削参数提出了更高的要求，尤其是高速切削汽车淬硬钢模具，其型面复杂、硬度高，导致切削加工稳定性差，影响了工件表面加工质量，同时也制约了加工效率。因此，如何来保证淬硬钢模具高效、稳定、高表面质量切削成为一个亟待解决的问题。本文在高速切削理论和高速球头铣刀切削淬硬钢实验的基础上，提出刀具切削运动轨迹控制方法，实现高速球头铣刀切削淬硬钢过程中铣刀切削运动轨迹可控，保证高速铣刀高效、平稳切削。主要研究内容有。针对高速球头铣刀切削三维复杂曲面零件，进行球头铣刀刀位点解析，提出刀具切削运动轨迹求解方法；通过对球头铣刀切削运动姿态的描述，确定高速球头铣刀可行域，建立高速球头铣刀切削层参数模型，揭示出复杂三维曲面加工过程中刀具切削运动轨迹对高速球头铣刀切削层厚度影响。在高速球头铣刀切削淬硬钢产生绝热剪切研究的基础上，对高速球头铣刀进行受力分析，建立高速球头铣刀最小切削厚度模型，并获得高速铣刀切削淬硬钢产生切屑的最小切削厚度；通过高速球头铣刀切削层参数分析，建立了高速球头铣刀切削力和加工表面残余高度模型，并结合高速铣削淬硬钢实验，获得切削参数对高速球头铣刀切削淬硬钢过程中切削力、切削温度和加工表面粗糙度影响特性。采用系统解释结构模型方法，揭示出高速铣削淬硬钢刀具切削轨迹控制变量层次结构，提出刀具切削运动轨迹评判与优选方法，通过淬硬钢模具高速铣削工艺实验，对相关模型和方法的有效性进行了验证。