虚拟制造是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种信息化制造技术,作为虚拟制造技术的研究热点,数控加工仿真系统自从面世以来就受到国内外学者和制造业的极大关注。在实际加工前,数控加工仿真系统通过计算机模拟产品的加工过程,取代人工试切成为加工中的主要技术手段,并且在降低生产成本、提高加工效率、优化加工过程等诸多方面具有明显优势。针对现有数控仿真软件缺乏切削力预测、切削参数优化功能及商业软件价格昂贵等问题,本文基于虚拟制造系统的真实性、实时性等特点开发了一种多轴铣削加工仿真系统。该系统充分利用C++编程语言的优越性与ACIS/HOOPS几何造型平台技术的交互性,实现了多轴铣削加工仿真、铣削过程参数提取、切削力预测等功能,并在所预测切削力的基础上进行切削参数的优化。本文进行了以下几方面的研究：(1)为实现铣削加工几何仿真及在物理仿真中有效提取刀具参数,建立具有精确铣刀轮廓及刃形曲线的立铣刀模型,同时基于多轴铣削加工特点和刀具几何模型对立铣刀扫描体的创建进行研究。本文提出了一种基于铣刀球模型的刀具扫描体构建方法,该方法能处理复杂的刀具运动路径,通用性较强。(2)为实现多轴铣削加工动态仿真,提出TDM实体建模方法完成毛坯与铣刀扫描体在铣削加工区域的布尔运算,此部分是铣削加工仿真系统的重点研究内容,该建模方法数据结构相对简单,计算量较小,计算效率较高。(3)在实现铣削加工仿真的基础上获取材料去除量、轴向切削深度等加工参数,对切削力模型进行研究,预测切削力数值并完成切削参数的优化过程。(4)本文基于虚拟加工仿真,以C++、ACISR23、HOOPS1919作为开发工具,完成了多轴铣削加工仿真系统的开发,实现了铣削加工参数定义、铣削加工过程仿真、加工参数输出、切削力预测及切削参数优化等功能。该系统的研究为多轴复杂曲面加工仿真及参数优化软件的开发奠定了理论基础。