本文以球头铣刀几何参数、金属切削原理、机床动力学、系统辨识和模态分析理论为基础，对螺旋刃球头铣刀的铣削力模型进行研究与改进，并基于Matlab环境下，采用数值仿真技术，对螺旋刃球头铣刀的动态铣削过程的铣削力与铣削振动进行建模，实现在时域内直接对铣削过程的仿真，并分析铣削参变量对铣削振动的影响，以及铣削加工过程的稳定性。本文具体内容：1．基于铣削机理，通过对球头铣刀几何参数的分析，建立了球头铣刀的瞬时铣削力的微元模型及铣削力模型，并给出球头铣刀铣削力模型的仿真系统。2．根据自激再生颤振机理和强迫振动机理、金属切削原理的基本规律，把机床-刀具-工件简化为质量块、阻尼器、弹簧的等效模型，建立了两个相互垂直振动方向的球头铣刀铣削系统动力学模型。3．针对机床-刀具-工件系统，采用脉冲锤击激振测试法，得到频响函数曲线。依据频率响应函数与模态参数的关系，采用半功率带宽法与分量分析法对球头铣刀铣削系统进行模态参数识别。4．讨论了常见的计算机仿真算法，采用变步长四阶龙格-库塔算法，求解本文提出的球头铣刀铣削加工动力学方程，给出了球头铣刀铣削加工的仿真系统。5．以Matlab为工具，依据系统参数、仿真参数，用龙格-库塔法对球头铣刀不同铣削加工参数(每齿进给量、主轴转速、铣削深度等)下的铣削加工过程进行了仿真，同时对稳定性及自激振动也进行了仿真，分析了铣削过程中铣削参数对铣削振动及稳定性的影响。