为了满足客户多种多样的需求,越来越多的现代制造企业开始采用多品种小批量的生产方式。随着计算机与先进制造技术的不断发展,加工过程仿真技术已经被提出并在制造业企业中得到了广泛的应用。加工仿真技术通过验证工艺的合理性,对加工方案作出评估和优化,从而帮助企业缩短产品开发周期,降低成本,提高生产效率,提高企业的竞争力。本文对加工仿真理论及国内外仿真系统的发展现状进行了研究,分析了目前各种仿真建模方法和材料去除方法的利弊,在此基础上提出了基于B-rep的加工状态变换与铣削过程材料去除仿真的研究。介绍了作为数据基础的STEP标准,并对其体系结构做了描述,对STEP标准的AP203协议中三维实体的B-rep表示方法的几何和拓扑结构进行了说明,介绍了加工仿真的Z-MAP建模方法。数控工艺是仿真预测模型生成和材料去除仿真的数据驱动基础。本文针对自动数控编程和仿真系统制定了一种数控工艺数据模型,并对工艺文件格式和工艺文件的关键词作出了解释。通过读取工艺信息,对系统参数进行初始化。鉴于B-rep模型的变化实际上表现为其内部拓扑结构和几何信息的变化,基于实际加工中的特征生成以及特征尺寸改变情况,运用设计模型到毛坯模型的逆变换原理,在拓扑结构保持不变的前提下,对B-rep模型的空间位置变换、面特征尺寸的改变和特征的删除方法进行了研究。提出并分析了适合于多面体模型的边界几何求交算法。通过保存各工步之间零件几何信息的差异,生成仿真预测模型,以此反应整个加工过程。对平面铣削的NC代码自动生成算法作了初步研究,提出了光滑平面和有凹内边界平面自动编程的算法。提出了构建局部毛坯模型的思路,并在自动编程算法的基础上对毛坯模型进行了离散。研究了刀具轨迹的仿真方法和切削过程材料去除的仿真算法,提出了优化的毛坯离散点搜索算法,提高了仿真的速度。