本文密切结合先进制造技术的需要,以虚拟制造系统关键技术之一的铣削过程物理建模与仿真为研究课题,以金属切削理论、机床动力学、切削实验和计算机仿真技术为基础,建立了高速加工条件下球头铣刀的铣削力模型。模型的建立首先考虑高速切削状态下切削速度对切削机理的影响,引入了一个在低速下被忽略引起切屑动量改变的力——切屑动力,并详细说明了该力的计算过程;通过分析切屑的形态,研究了切削速度与微元剪切角的关系,得到了相应的实验数据。在微元铣削力建模过程中,将铣削力分成前刀面上作用的正压力、摩擦力和后刀面上作用的正压力、摩擦力。其中对前刀面上的合力采用理论建模方法,而后刀面上的正压力和摩擦力由铣削实验识别其系数。最后,通过铣削实验识别铣削力系数,同时对不同工况下的铣削力进行仿真预测,仿真结果与实际测量吻合良好。本文最后还对实验数据进行了简单的正交分析,获得了相关的信息。该模型的建立基于切削机理的研究,实验量较小,精度较高,是一种适用性较强的铣削力模型。论文工作为丰富铣削加工过程的建模理论体系,提高铣削过程稳定性、可靠性和加工质量,开发实用的铣削加工过程物理仿真系统奠定了坚实的基础。