铣削加工是机械制造业中最常用的加工方法之一，其加工范围广泛、加工效率高，可以获得复杂轮廓表面。表面粗糙度是评定零件表面质量的主要指标之一，被加工表面的微观几何形貌是表面粗糙度的直接表现，因此研究被加工表面的微观几何形貌的创成机理，可以为控制表面粗糙度和确定合理的切削用量提供科学依据，具有重要的理论和应用价值。本论文建立了球头铣刀、圆柱铣刀、面铣刀的数学模型，研究了表面形貌仿真算法，并对仿真算法中划分角度、刀刃离散点数、时间步长进行了优化，然后利用了VC、Fortran、Matlab混合编程，开发了铣削加工表面微观几何形貌仿真软件系统，可以方便快速地进行表面微观几何形貌仿真和表面粗糙度的预测。通过实验验证了所开发的仿真系统的有效性。然后，基于铣削加工表面微观几何形貌仿真系统，以球头铣刀为主要研究对象，研究了进给速度、进给行距、刀具倾斜角度、刀具相位差、主轴偏心、刀具倾斜方式、进给方式等因素对加工表面微观几何形貌及粗糙度的影响规律；基于改进遗传算法及铣削加工表面微观几何形貌仿真软件系统，通过建立球头铣刀铣削参数优化的数学模型，开发了铣削参数优化设计软件，给出了优化算例；基于铣削加工表面微观几何形貌仿真软件系统，建立了零件表面花纹图库，为零件功能表面花纹加工提供了一条新途径。