随着五轴数控加工技术在现代制造业中的逐渐推广应用，研制高性能、高精度的五轴数控加工仿真技术是新一代CAD/CAM系统的技术目标。本文结合新一代国产CAD/CAM系统对开发高性能五轴加工仿真模块的关键技术需求，着重研究了五轴加工过程中的刀具包络运动的精确计算方法；并以此为基础，进一步提出了精度自适应、并行计算等高性能计算方法，以支持五轴数控加工仿真的高性能计算。论文工作的主要内容包括：（1）在包络理论的基础上，以平底刀和球头刀为研究对象，提出一种基于初始曲线变换的刀具包络体生成方法。该算法用显示方程表示，严格遵守相切条件和包络理论，同时保证仿真速度和仿真精度；（2）采用改进的DEXEL建模方法对包络体和工件进行建模，使仿真结果不受观察方向的限制，并且支持旋转、缩放等操作；改变了传统的DEXEL结构，保证工件表面的平滑性；（3）提出了一种基于四叉树的精度自适应算法。该算法能够根据设定的精度值，对加工表面不同区域产生相应的仿真结果，同时保证了仿真速度和仿真精度；（4）把多线程并行处理技术应用于五轴数控加工仿真系统，大大提高了仿真速度，为五轴数控加工仿真系统在云计算平台的实现奠定了基础。根据上述的研究成果，论文工作以Visual C++为开发工具，基于OpenGL图形环境，开发实现了一个基于刀具包络运动计算的五轴数控加工仿真实验原型系统，并针对若干典型应用案例对论文工作提出的技术方法进行了实验分析，结果说明本文的研究工作可满足实际生产设计的需求，更具有实用性。