物理仿真主要是力學(xué)仿真，研究工件在切削時的物理狀態(tài)，只有對物理仿真的機理研究透徹，才能真正意義上的滿足虛擬制造的目的，即實際加工過程在計算機上的真實映射。
　　物理仿真的主要內(nèi)容包括切削力仿真、加工誤差仿真、切屑的生成過程仿真、刀具的偏移、變形和磨損仿真、及數(shù)控切削機床的振動與溫度仿真等。
　　切削力是物理仿真中的基本因素，通常被認(rèn)為單位時間材料去除率的函數(shù)。據(jù)此可得到刀具大致的受力情況，之后再用有限元法進行進一步處理得到切削力在刀具上的具體分布。
　　影響工件加工誤差的因素主要為定位誤差，其他影響因素還包括機床運動精度誤差、刀具尺寸誤差、主軸便移、導(dǎo)軌變形、夾緊力、刀具、零件熱變形和彈性變形誤差及加工方法引起的誤差等。根據(jù)這些誤差的影響程度大小不同，加入權(quán)值的概念，進行模糊綜合評判即可得加工精度的總誤差。
　　切削生成過程的實時仿真是虛擬數(shù)控與實際加工“無縫連接”和同步顯示的主要環(huán)節(jié)，切削的生成、卷取、折斷以及生成的形狀受很多因素的影響，如刀具的幾何形狀、切削液、工件和刀具的材料，以及刀具與工件的受力情況。研究表明，當(dāng)切削厚度很小時，切削厚度與切削力呈線性關(guān)系。
　　刀具的磨損和偏移會很大的影響到數(shù)控加工的加工誤差和產(chǎn)品質(zhì)量。實驗數(shù)據(jù)表明，每單位進給距離與單位面積的刀具磨損體積與切削溫度和壓應(yīng)力有關(guān)。將刀具簡化為懸臂梁，其主要受力為刀頭受到的切削力，經(jīng)計算即可得到刀具的偏移。
　　加工溫度是影響刀具和工件加工屬性的一個重要因素，其中磨削和車削的加工過程是連續(xù)的，較易用公式描述，而銑削是間歇性切削，需要用一些修正來進行描述。
　　動力可能引起的振動也將影響工件的加工表面精度。對機床振動的實時仿真可以提供避免或減少振動的依據(jù)，合理的選擇加工條件。對機床振動的影響中，有兩個比較顯著的因素：（1）機床、工件及刀具和隨切削力向量的位置和方向變化的系統(tǒng)的動力學(xué)參數(shù)。（2）與切削力相關(guān)的加工材料、刀具形狀和材料、切削狀況、刀具磨損類型和磨損量等變化的動力學(xué)行為。
　　切屑和刀具面的摩擦力影響著切屑的形狀、系統(tǒng)的溫度等許多因素。摩擦力在刀具切削刃進入工件到離開工件的時間內(nèi)是變化的，切削摩擦力的大小與系統(tǒng)溫度之間相互影響，這就需要互相協(xié)調(diào)這幾個因素，而得到最優(yōu)的加工效果。
　　給出的這些因素只是在數(shù)控加工中會影響到最后工件質(zhì)量的一些因素，這些因素之間也會相互影響，有些也會成為設(shè)計中需直接考慮的因素，所以在綜合考慮這些因素的時候應(yīng)當(dāng)相互協(xié)調(diào)以得到最佳的加工結(jié)果。