在数控加工中，表面粗糙度是衡量已加工表面质量的重要指标之一。为寻求最佳切削参数以控制表面粗糙度，人们越来越希望以较少的实验建立精度较高的表面粗糙度预测模型，从而摆脱传统上依靠经验公式或查阅手册来确定加工参数的被动局面，并在实际加工前得到最佳的加工方案。 机械加工的表面粗糙度与表面形貌有直接关系，因此研究表面形貌仿真对预测表面粗糙度和选取合理加工参数有重要意义。 本文在参阅了大量相关文献的基础上，主要对数控加工表面粗糙度的影响因素、表面粗糙度预测模型的建立和多轴数控加工残留面积高度仿真三个关键技术进行了研究，并取得如下成果： 1、在表面粗糙度的影响因素方面：主要研究了走刀行距、切削速度、加工倾角、进给量对零件加工表面粗糙度的影响。 2、在表面粗糙度预测模型的建立方面：分析以往建立表面粗糙度预测模型方法的不足，采用回归分析和响应曲面法建立了表面粗糙度预测模型。经检验，该模型预测精度高，泛化能力强，且可简便预测铣削参数对已加工表面的表面粗糙度的影响，有助于准确认识已加工表面质量随铣削参数的变化规律，为切削参数的优选和表面质量的控制提供了依据。 3、在多轴数控加工残留面积高度预测方面：提出了一种球头铣刀的铣削加工表面创成模型，并对加工表面形貌进行了仿真研究。导出了刀具切削刃上任意点相对于工件实际运动的轨迹方程，并提出了一种基于保留最底Z点的三维表面形貌仿真方法，在MATLAB环境中对残留面积高度形貌的三维网格图进行了预测。