现有的数控加工过程预测与控制方法已无法满足现代制造业的发展需求,需要建立全面、精确的基于预测与分析的数控加工过程仿真系统。其中的物理仿真建模难度大,涉及多方面的基础和理论、实验的研究,是必须突破的难点。本文对物理仿真中的重要影响因素铣削温度相关问题进行了深入的研究。本文分析了所研究问题的现实意义,对国内外相关技术问题研究现状进行详细的综述。以数控铣削加工为对象,进行了球头铣刀铣削温度试验,研究了切削参数对铣削温度的影响规律。在试验数据的基础上,采用指数拟合和最小二乘法联合建模方法,建立了基于球头铣刀的铣削温度关于其影响因素的数学模型。根据金属切削和传热学理论,应用移动热源理论建立了球头铣刀铣削过程中工件温度场的数学模型;采用PRO/E和ALGOR软件联合建模方法,采用适合铣削加工断续切削的移动面热源有限元模型,运用ALGOR软件对铣削过程中的工件温度场进行了动态仿真及有限元分析。应用球头铣刀温度模型建立了球头铣刀热变形的模型,并建立了工件热变形模型。建立了VC++开发平台与分析软件的通讯接口,基于以上所建立的模型,开发了基于有限元方法的数控铣削温度预测仿真系统,并结合零件的实际加工进行了验证。本文采用理论研究与实验相结合方法,不仅在理论研究上建立了数学模型,而且进行了大量的数控加工实验,验证了模型的准确可信,为合理选用切削加工工艺参数和研究铣削温度的动态仿真提供了帮助,为开发实用的铣削加工过程物理仿真系统奠定了基础。