随着计算机技术的快速发展，数控仿真技术在数控系统中占据着越来越重要的地位，传统的二维动画模式已被三维真实感加工的仿真模式所替代。但现有的仿真系统普遍存在着仿真速度较慢、显示渲染效果较差的不足。因此，提高数控加工仿真的实时性，改善显示效果，在理论和实际方面均有重要意义。本文以超重型数控铣镗床为例进行研究，建立了虚拟加工仿真环境，并开发了数控铣削加工仿真原型系统。论文主要内容如下：(1)系统研究了国内外数控铣削加工仿真技术理论，分析了机床特点和常用建模方法，借助Unigraphics NX软件，完成了数控铣镗床部件及刀具的几何建模；针对常用工件建模方法存在的顶点索引复杂、受像素限制等缺点，提出了基于四边形网格的工件毛坯建模方法；基于从单一到复杂、从部分到整体的节点顺次编程思想，实现了机床的三轴联动，建立了虚拟数控铣削加工仿真环境。(2)在虚拟加工过程中，针对传统加工仿真算法普遍存在的几何运算复杂、函数多次调用、方程重复迭代等缺点，基于时间分割法基本原理，提出了一种以单位步进角作为中间变量的改进的圆弧仿真算法；采用刀具包围盒确定被切削离散点，并结合局部刷新及双缓存技术，提高仿真速度，通过实例验证了仿真算法的实时性。(3)以Windows XP为操作平台，以Open Inventor和Visual C++.NET为工具，完成了输入模块、数控代码解析模块、三维加工仿真模块以及输出模块的设计，开发了数控铣削加工仿真原型系统，可实现刀具坐标输出流显示、加工过程截屏、图像缩放、模型输出和刀具路径坐标输出等功能，为加工后工件与设计工件的比对奠定了基础。