高速切削加工技术是近年来迅速发展起来的先进制造技术。经过70年来的发展与探索,目前已逐渐成为先进机械制造技术的重要支撑。应用高速加工技术是提高加工效率、保证加工质量、实现某些特殊加工的重要途径之一。本文结合制造过程信息化的趋势和虚拟制造技术的发展,以金属切削理论、切削实验和计算机仿真技术为基础,研究了球头铣刀高速铣削过程物理建模与仿真的关键技术,主要完成以下工作:1.对高速切削加工技术和虚拟制造技术的发展状况、特点等进行了综述。2.在理论铣削力模型中引入基于实验获得的铣削力系数,建立高速铣削加工中局部铣削力模型。该模型充分考虑了作用在前、后刀面上的正压力和摩擦力。针对球头铣刀特点,提出了切入提前角和切出滞后角,并给出切削区间模型和积分限的算法。基于球头铣刀刃线几何模型、局部铣削力模型和切削区间模型建立高速铣削条件下球头刀整体铣削力模型。该模型具有实验量较小,精度较高,易于建立数据库,适应性强等特点。3.提出整体铣削力模型中系数识别算法,并通过实验识别了球头刀铣削力模型系数。利用已建立的模型和得到的铣削力系数,进行了两组切削参数下的球头刀铣削力仿真,初步验证的铣削力模型的合理性。4.进行球头刀高速铣削力正交试验,验证了本文所建立的球头刀切削力模型的正确性,同时确定了在高速铣削条件下铣削用量对球头刀铣削力的影响。以上研究工作对发展高速加工技术和指导实际生产具有一定的参考意义。