数控加工仿真是虚拟制造底层关键技术之一，它根据NC代码，通过在计算机上模拟加工环境、刀具路径和切削过程，能实现与试切同样目的的零件程序检验、产品加工性能评价、减少损失及缩短开发周期等，但就目前的一些研究成果看来，数控加工仿真技术还面临着一些问题，比如几何建模不够理想、仿真精度和仿真速度的矛盾问题及仿真的应用范围窄等等。针对这些问题，论文从几项关键技术入手进行了研究。1．对仿真系统进行了建模。首先，对于立式铣削加工中心设备，根据其层次结构的特点，对其几何结构、运动链的传递、合成进行了分析，建立了立式铣削加工中心的几何模型和运动模型；为便于修改和扩充，采用面向对象类的思想，设计了机床零部件类，对零部件的几何、运动属性及绘制进行封装；根据CSG建模思想方法，对各零部件分别按其几何位置关系和运动约束关系进行装配，建立了立式铣削加工中心的整体模型，并实现其在计算机中的动态显示；其次，对于工件和刀具，由于涉及到布尔运算，采用了压缩体素模型，将三维布尔运算转化为一维，有效地提高了运算速度。2．采用八叉树层次球状模型进行碰撞干涉检查。首先，对被检查对象构造八叉树层次球状模型；其次，针对八叉树层次球状模型存储量大的缺点，采用线性八叉树存储方式，并引入Morton编码方式对地址进行编码，实现从三维到一维的转换，降低了存储量，并给出了由Morton码计算路径的方法；最后，给出了八叉树层次球状模型碰撞干涉检查算法，并通过减少冗余运算对算法进行改进；3．实现了数控铣削加工过程的动态仿真。首先，建立了5参数铣刀通用模型，并采用一种简化的方法来构造刀具扫描体；其次，分析了刀具扫描体和工件的压缩体素模型的DEXEL链间布尔差运算的各种情况；再次，对于铣削加工过程中不断发生变化的工件外形，采取改进的Marching-Cubes算法提取其表面三角网格，在OpenGL中重构显示，提高了仿真速度；最后，实现了基于OpenGL双缓存技术的铣削加工过程的动态显示。