In dieser Arbeit wird ein neu entwickelter Simulationsansatz beschrieben, der die detaillierte Untersuchung und Bewertung des Trockenfräsens aus thermischer Sicht erlaubt. Dieser beinhaltet eine Prozesssimulation, die eine Prognose und Kompensation des entstehenden Fertigungsfehlers ermöglicht. Als Grundlage für die Entwicklung der benötigten Prozessmodelle werden experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Zur Simulation des Prozesses wird ein neuartiges Werkstückmodell entwickelt, welches sowohl die aktuelle Gestalt als auch den thermomechanischen Werkstückzustand mit hoher Genauigkeit abbilden kann. Durch eine Analyse der Kontaktzone wird das thermomechanische Belastungskollektiv für variierende Fräsoperationen ermittelt. Des Weiteren ermöglicht diese Analyse die Bewertung  des Prozesses sowie die Prognose des entstehenden Fertigungsfehlers. Anschließend wird der Werkzeugweg auf Basis der Simulation angepasst, so dass die verbleibenden Form- und Maßabweichungen größtenteils kompensiert werden können. Abschließend wird das Verfahren an praxisnahen Beispielen experimentell erforscht und aus den gewonnenen Erkenntnissen Handlungsempfehlungen abgeleitet.