本文以中科大微细加工实验室的飞秒激光三维微细加工系统为原型,建立以三维模型为基础的数控加工仿真系统,主要研究工作如下:完成了仿真系统的主要模块和整体框架的设计和开发;在详细介绍了激光加工和激光加工仿真技术的发展状况以及本系统的开发目的的基础上,提出了该系统的总体设计方案和模块划分,确定了各模块的具体功能。研究了三维模型建模以及自由变形的常用理论和方法;通过分析飞秒激光刀具扫描体的成型特点,重点研究了加工过程中影响材料成形的几个主要因素,建立了适合本系统激光刀具扫描体的数学模型;设计完成了激光扫描体模型的数据结构并在MFC框架下对其进行封装;研究了OpenGL显示的特点,充分利用OpenGL提供的颜色缓存、深度缓存和模板缓存的功能,以及光照和消隐等特效,使得仿真显示快速逼真。分析了激光堆积加工的数控代码的特点,完成了一个通用的数控代码编译模块,实现了数控加工代码直接驱动仿真程序;分析了基于Win32和MFC的多线程设计和控制技术,使一个进程从主线程的执行开始进而创建一个或多个子线程,达到多线程多任务同步执行;实现了基于MFC的全中文仿真环境,人机界面友好。根据本文的研究内容与成果,成功开发出了飞秒激光加工仿真系统,并且以应用实例验证了该设计方案与算法的正确与可行性。