工件表面质量物理仿真是加工过程物理仿真的重要组成部分。本文用表面粗糙度作为评价工件表面质量的特征参数,在综合分析车削加工过程及其动态变化规律的基础上,得出切削刀具刀尖法截面和刀尖实际切削运动轨迹决定工件的表面微观形貌。鉴于刀具振动是影响工件表面质量的主要因素,本文以工件表面质量——刀具振动——切削力波动为研究主线,将刀具简化成分别沿工件径向和轴向振动的单自由度振动模型。维持刀具振动的激振力主要由工件硬度差异引起的随机力、振动力、切削再生力组成,本文分别对它们做了详细地分析和求解。此外还考虑了切削过程中金属层塑性流动现象,并定量地分析了侧向塑性流动对表面粗糙度的影响。在软件开发中,根据面向对象的编程思想,将程序中的每个仿真模型模块化,并利用Visual C++6.0的MFC基础类库构建仿真系统的基本框架。最后进行一系列的实验,实验测量结果和仿真结果的对比证明了本仿真系统与实际加工过程相互吻合。