Cr12MoV模具钢因为良好的耐腐蚀性、耐磨性以及抗疲劳性能而被广泛应用在模具制造行业中。模具表面微观形貌对模具的服役性能和使用寿命有重要影响,切削参数、工件材料、刀具振动等因素也都会不同程度影响着模具表面的微观形貌。如果只是依靠铣削实验去分析模具钢微观形貌的变化规律,需要极大的成本。随着高速铣削仿真技术不断完善,可以通过matlab仿真改变切削参数控制加工表面的微观形貌。因此,在国家自然科学基金的支持下,本文主要以高速铣削Cr12MoV模具钢表面形貌为研究对象,主要研究如下:首先,针对高速铣削加工表面的形成机理、对表面形貌的行距残留和进给残留的形成过程进行分析。针对球头铣刀建立了铣削加工模型,在运动学和几何学的基础上对静止和运动状态下的球头铣刀进行数学建模,得到切削刃刃线的运动轨迹方程。考虑铣削过程中加工倾角、刀具振动和变形等因素对切削刃运动轨迹的影响,得到数学表达式并修正运动轨迹方程,对表面残留高度进行计算,为实现了铣削表面形貌的仿真提供理论基础。其次,对球头铣刀的切削刃、加工工件和时间步长进行离散化。根据刃线运动轨迹方程得到参与切削加工的切削刃离散点云数据。介绍了NURBS曲面数学表达式和权因子的几何意义,利用NURBS曲面对离散点云数据进行拟合,通过修改权因子调整局部曲面完成曲面重构。最后编写matlab仿真程序并成功实现对表面形貌的仿真。然后,通过所建立的表面形貌仿真模型,对不同切削条件下表面形貌进行了仿真。根据行距和进给残留高度、三维算术平均偏差等形貌评价参数分析铣削参数对表面形貌质量的影响规律。最后,对Cr12MoV模具钢进行铣削加工试验,分析各铣削参数对形貌特征表面粗糙度的影响规律并验证表面形貌仿真的有效性。探究不同初始相位角和相位差对表面形貌纹理的影响并进行matlab仿真分析。本文对高速铣削Cr12MoV模具钢表面形貌的研究具有一定的指导意义。