近年来，随着零件的结构越来越复杂，制造企业对加工过程的质量和效率提出了新的要求。面向切削加工过程的动力学仿真优化理论与技术受到了国内外学术界和工业界广泛的重视。铣削加工作为一种主要的金属去除方法，已经在制造业得到非常广泛的应用，就复杂性和工程应用的普遍性而言，它具有鲜明的代表性。 本文从动力学角度出发，以数控铣削加工过程为研究对象，研究了加工过程中涉及到的机床、刀具、工件等在切削力、位移、加速度等因素之间的相互关系，借助计算机仿真、信号处理、自动控制、系统建模、模态分析等理论、方法和技术，对数控铣削加工过程进行了动力学建模、仿真、优化方面的研究，并在此基础上开发了一套数控行铣削加工过程动力学仿真优化系统，将其产生的切削参数应用于工程实际。 考虑到铣削力模型的多样性和局限性，通过对国内外铣削加工过程动力学仿真研究成果的分析与比较，基于瞬时刚性力模型，把平均铣削力表示成为切削面积和切削刃接触长度的函数。以此为基础对铣削加工区域进行离散化处理，实现了对不同几何类型铣刀的瞬时铣削力仿真计算。 针对颤振稳定是切削参数选择的主要矛盾之一的特点，重点研究了铣削加工过程中的颤振稳定域仿真，通过综合利用实验模态分析和有限元仿真技术的各自优势，找到了获得整个系统模态的方法，并在此基础上实现了铣削加工过程颤振稳定域的仿真计算。在数控铣削加工过程动力学仿真基础上，以切削参数为优化对象，以工件最小加工时间为优化目标，应用遗传算法进行求解，并将铣削过程颤振稳定域仿真结果作为主要约束条件，使优化后的切削参数更加合理有效。 结合昌河飞机工业公司的新机研制，对仿真优化结果进行实验验证，结果表明，优化后的切削参数使加工质量和效率得到了显著提高，工程应用效果较好。