零件表面形貌特征对机器的接触性能、摩擦磨损特性有着重要的影响。铣削表面是机械加工中最常见的表面之一，随着产品质量要求的不断提高，通过数字控制下的铣削加工技术形成所需表面纹理及微观状态已成为重要的研究方向。本文结合国家“973”高技术研究计划项目——多场强作用下的结合面物理表征的研究需要，以铣削加工为对象，对表面形成过程及微观状态进行了深入系统的研究，具有重要的理论意义和实用价值。　　 论文以提高铣削加工表面质量为目的，以球头铣刀铣削、立铣刀端铣和周铣为研究对象，基于图形矩阵变换原理和矢量运算法则，建立了相应加工过程的数学模型，研究了铣削加工表面微观几何形貌的仿真算法。基于Matlab开发了铣削加工表面微观几何形貌的仿真系统，重点分析了进给量、进给行距、刀具螺旋角、刀具直径、刀具倾斜方位角、刀具的径向跳动、刀具的轴向窜动、铣削方式和走刀方式对表面微观几何形貌的影响，并专门研究了铣削方法对曲面表面形貌的影响，获得了不同参数条件下表面微观形貌的仿真结果，并与实验结果进行了分析对比，从而揭示了表面微观状态的形成机理。　　 论文还研究了表面形貌的三维参数表征法。在对表面形貌数据进行奇异点的识别和去除、平滑滤波及提取微观特征等预处理的基础上，完成了表面微观几何形貌的三维参数表征，并开发出基于Matlab的铣削加工表面微观几何形貌的表征系统。参照表面微凸体简化的经典模型，完成了机械加工表面微观几何形貌简化模型的建立，结果表明所建模型可以实现铣削表面微观形貌的参数表征，对实际接触问题的研究具有重要的参考价值。