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近年来，随着计算机图形学的飞速发展，3D图形仿真技术在数控加工系统中得到了广泛的应用。然而，中低端数控系统软硬件平台处理能力的不足，无法满足3D加工仿真的需求，成为了3D图形仿真技术全面进入中低端数控加工领域的一个技术障碍。本文首先分析了数控加工仿真技术的国内外研究动态，确定了几何建模技术、NC代码解释器和刀具运动轨迹合理规划的方案以解决中低端数控系统中的3D加工仿真难题。综合对比当前市场上中低端数控系统的软硬件平台方案，确定了基于AM3354和Android的中低端数控仿真系统的软硬件平台实现方案。分析现有3D图形库的应用领域，最终确定了针对嵌入式领域的工业标准的OpenGL ES2.0进行零件3D图形绘制的方案。分析了三角网格建模的工作机制，基于三角网格建模法进行零件3D模型的建立。提出采用顶点平移算法快速计算出三角网格顶点的坐标信息和矢量信息，以解决三角网格法绘制3D零件模型速度过慢的问题。详细分析了数控NC代码的译码机制。为提高NC代码解释器语法分析的工作效率，实现数控代码模态指令的续效性，提出采用正则表达式描述NC代码的语法规则，并自顶向下构建NC代码解释器的语法模块，自动补全NC代码缺省的程序字，大大提高了NC代码解释器的执行效率。为有效提取出刀具运动轨迹信息，提出以多元式结构将刀具切削信息输出至刀具中间文件，提高了NC代码解释器的灵活性。对基于扩展DDA圆弧插补算法的刀具轨迹的规划流程进行详细的探讨。针对扩展DDA圆弧插补算法产生径向误差过大的问题，提出在相邻两次采样插补点之间再做一次插补运算，以两次插补的进给量得出下一采样插补点的进给量。径向切削误差大大减小，提高了数控加工仿真精度，实现了刀具运动轨迹的合理规划。根据数控机床的加工工艺和加工精度的要求，以实际零件的加工对数控加工仿真系统整体进行测试，整个仿真过程耗时约5m49s，加工仿真速度快。本文设计的数控加工仿真系统满足于中低端数控系统低成本、高性能的要求，为实现中低端数控系统进行3D加工动态仿真作了有益的尝试。