随着科学技术的飞速发展,社会对产品多样化的要求日益强烈,数控加工仿真技术成为制造业不可缺少的重要内容。而数控铣削加工物理仿真涉及多方面的基础和理论、实验的研究,是数控加工仿真技术进一步发展和应用必须突破的难点。在研究数控铣削加工物理建模仿真的方面,对提高数控加工效率和质量具有重要现实意义。本文是从物理仿真建模入手,以铣削为研究对象,建立了铣削加工的铣削力模型、表面粗糙度模型和加工精度模型。以球头铣刀为研究对象,在分析微元切削力与瞬时切削厚度和刀刃微元切削宽度关系的基础上,建立了满足任意进给方向的球头铣刀铣削力模型,提出了基于主成分回归分析铣削力系数识别方法,建立了铣削力系数模型。在分析了影响表面粗糙度因素的基础上,采用多元回归分析建立表面粗糙度预测模型。经显著性检验,验证了该模型的预测精度高,泛化能力强,有助于准确认识已加工表面质量随铣削参数的变化规律,为切削参数的优选和表面质量的控制提供了依据。在考虑刀具受力变形、刀具受热变形、工件受热变形和刀具磨损对加工精度的影响的基础上,并对各影响因素在误差敏感方向上进行矢量迭加,最终建立预测加工误差的数学模型。进行铣削加工实验,求解并验证铣削力模型和表面粗糙度模型的合理性。最后,开发了基于混合模型的数控铣削加工物理仿真软件,并介绍了该软件的主要功能及界面,验证了该软件是正确可靠的。本文坚持理论研究与实验研究的紧密结合,不仅建立了理论模型,而且进行了大量的数控加工实验,验证了模型的准确可信,为合理的选择切削参数和预知加工质量提供了依据,降低了加工成本,提高了生产效率和加工精度。