核电能源在我国经济发展中占据着不可或缺的地位,安全发展核电得到各国政府高度重视。在AP1000核电管道中,核电主管道连接着反应堆压力容器和蒸汽发生器,其管道表面加工质量对核电安全起着关键作用。核电主管道表面质量的评价最直接的方式就是表面粗糙度。采用逐点比较法圆弧插补,建立弯管外表面平动法数控铣削加工表面粗糙度的数学模型,并对加工后的工件粗糙度进行了计算分析。逐点比较法圆弧插补与弯管外表面平动数控铣削加工的特点吻合度高,能够很容易地生成与加工区域实际轮廓形状高度近似的走刀路径。采用Z-MAP模型对工件的加工区域进行离散能减少计算机的内存消耗。本文所提建模方法算法简单,精度高,计算量小,易于编程实现。采用逐点比较法圆弧插补和Z-MAP法,追踪刀刃上点与加工区域的相对位置,生成加工后的表面几何形貌。运用最小二乘法分别计算出沿管径方向和母线方向的表面粗糙度Ra(范围为0.6170-1.275微米)。并以Ra作为衡量表面质量的依据,探究了进给速度、刀具间歇进给角度、进给方式与主轴转速对核电主管道表面质量的影响。为验证建模方法,利用UG虚拟加工软件对弯管外表面的代表区域创建加工模型。根据走刀特点,生成加工路径。通过虚拟加工,生成UG后处理加工代码。在球头铣刀三坐标数控机床中,输入UG后处理加工代码,进行铣削加工实验。利用zygo测量仪器测出各加工区域的表面粗糙度,再与仿真结果进行对比。对比显示,测量值与仿真值的相对误差在6.51%-14.55%,验证了该建模方法的有效性。本仿真研究方法已应用于核电主管道外表面三轴数控铣削加工中。