数控机床的动态特性是影响机床加工效率的重要因素之一。深入理解切削加工过程中的物理行为,正确认识切削加工中的动力学特征,提出改善数控加工性能的原理与方法,是目前机械加工研究领域中的一大重要课题。本文针对数控加工中存在的动力学问题,应用金属切削理论、弹塑性力学、数值计算方法、自动控制理论、仿真技术等多学科领域的相关知识和技术,研究了基于热力耦合有限元模型的铣削力求解算法,实现了常规铣削加工过程的颤振稳定域的仿真计算,分析了高速数控加工过程的动力学特点,为优化加工参数,提高实际加工效率提供理论指导。第一章阐述了论文研究的背景和意义,总结了国内外数控加工仿真技术研究的现状,提出基于加工动力学的稳定性研究,是优化加工参数,提高加工效率的比较实用而且简便的手段。第二章基于M.C.Shaw提出的切屑可以假设为一系列平行正交切片的思路,认为铣削力参数可以由正交切削实验获得。在此基础上,基于金属切削原理,建立了金属正交切削加工的热力耦合有限元模型,研究了有限元仿真所涉及的若干关键技术,并通过对模拟结果的分析,得出正交切削的切削力系数。第三章针对加工过程中的振动情况,分析了实际加工系统的动力学特点。将刀具-工件系统简化为X,Y两个方向的正交弹簧-阻尼模型。基于Nyquist稳定性理论,实现了铣削加工过程的颤振稳定域的仿真计算。并对结果进行了分析。第四章针对高速加工,分析了其动力学特点。指出了线性理论的局限性和不足之处。对于因为小切深引起的刀具非线性颤振,提出TFEA法目前来说是求解高速加工稳定性最理想的方法。基于这种方法采用分岔理论进行了稳定性分析。第五章对全文工作进行了概括总结,并对有待进一步研究的内容进行了展望。