车铣复合加工是轴类零件数字化制造的一种重要加工工艺，可以在一次装夹中实现多工序加工，提高加工精度，缩短加工时间，实现大型复杂轴类零件的多轴数控加工。正交车铣是车铣复合加工的加工方式之一。在正交车铣中，铣刀轴线和工件轴线相互垂直，轴类零件外圆表面通过铣刀与工件的旋转复合运动完成加工。为了优化正交车铣加工工艺参数，提高加工效率，需要研究正交车铣切削力的波动规律，因此本文针对轴类零件正交车铣进行切削力解析建模和仿真分析。首先，研究了正交车铣加工过程，分析正交车铣加工运动学。其次，研究了圆周刃和底刃切削工件产生的切屑，采用微元离散的方法，分别得到了圆周刃和底刃的微元切屑厚度、微元切削深度、微元切入切出角的计算模型。然后，在分析了刀齿微元切屑几何形状的基础上，采用沿铣刀轴向微元离散的方法，推导了圆周刃刀齿微元切削力计算公式，通过阶跃函数判断积分限沿刀具轴向积分，得到铣刀圆周刃瞬时切削力，建立了不考虑底刃的正交车铣切削力解析模型；在该模型的基础上，考虑刀具底刃对z向力的影响，沿刀具底刃径向微元离散，推导了底刃微元切削力的计算公式，判断积分限沿刀具底刃径向积分，得到铣刀底刃刃瞬时切削力，建立了考虑底刃的正交车铣切削力解析模型；同时还研究了刀具偏心对切削力的影响，建立了考虑刀具偏心的正交车铣切削力预测模型。最后，设计实验验证了切削力理论模型，并根据切削力预测模型分析了变切深和偏心距对正交车铣切削力的影响。通过上述研究，可以实现轴类零件正交车铣削力预测，也进一步为加工参数优化奠定了理论基础。