多轴联动加工技术以较高的精度，较少的装夹次数等优势，成为复杂曲面加工不可替代的手段。数控加工仿真已逐渐成为数控加工的必备工序，主要通过模拟仿真加工过程，预测加工中可能发生的状况及加工结果，优化加工参数，提高加工效率。针对数控加工几何仿真的研究已经十分成熟，涌现出大量的仿真软件，而对物理仿真的研究相对较少，其中铣削力仿真是数控加工物理仿真中的关键部分。本文通过对多轴加工过程的刀具空间几何运动分析及刀具路径文件参数提取，详细描述了空间姿态下刀具与工件的相对几何特征，建立了多轴加工铣削力仿真模型，并进一步分析了刀具变形对铣削力的影响，为多轴联动数控加工铣削力的预测提供科学依据。通过分析刀具路径文件，建立了多轴加工过程中相关参数的数学表达式，并对铣削力进行了理论建模与仿真。采用瞬时刚性力模型，建立了刀刃微元上任意一点的微元铣削力模型。在此基础上，通过空间几何关系分析了多轴加工中刀具与工件的瞬时接触区域，根据空间坐标系之间的位置关系进行坐标变换，建立了理想状态下多轴加工铣削力模型。刀具系统的变形对铣削力和表面质量有着重要影响。将刀具系统简化为三段式悬臂梁模型，利用材料力学分析方法建立了刀具变形的数学模型，并进一步分析刀具变形对瞬时切屑厚度的影响，完善了铣削力模型，为数控加工物理仿真的进一步研究提供理论基础。铣削力系数模型的准确性直接影响铣削力模型的精度，本文提出了分段识别铣削力系数的方法，根据刀轴转角范围选取不同的铣削力系数。针对本文所建立的铣削力模型，以曲线驱动控制刀轴在直线进给切削过程中刀轴摆动加工为例，对所建立的铣削力预测模型进行实验验证，结果表明本文所建立的铣削力模型能够较准确的预测实际加工中的铣削力变化。针对所建立的多轴加工铣削力预测模型，利用Matlab和VC++混合编程技术，在UG平台下开发了多轴加工铣削力仿真系统，实现了在UG平台下从三维建模、数控编程、路径仿真和铣削力仿真的无缝连接，为数控加工仿真中几何仿真和物理仿真的集成仿真提供便利条件。