计算机辅助工艺设计(CAPP)是企业信息化中的重要一环，它所产生的工艺数据是企业生产活动的重要依据。虚拟装配是虚拟现实技术应用研究的热点，它直接操作虚拟场景中的零件模型进行产品装配过程的动态模拟，对零件可装配性和装配路径有效性进行检查，对设计验证、产品装配顺序的求解有着重要的意义，并为面向复杂产品的装配设计提供更好地支撑。基于三维CAD技术在企业中的广泛应用以及虚拟装配技术的优越性考虑，本文从面向三维产品数据处理全过程的角度出发，将虚拟技术应用于机械装配工艺设计，提出了基于虚拟技术的三维计算机辅助装配工艺设计理念，并对其体系结构，实现方法和其中关键技术进行了深入研究。主要研究工作概括如下： 1、研究并实现了本系统与CAD产品设计系统的系统集成，重点解决了集成过程中的产品图形信息和装配信息提取问题，并在此基础上建立了层次化的产品装配模型。 2、建立了三维产品装配工艺设计模型，实现了可视化交互式装配工艺设计过程中的装配顺序和装配路径的合理规划问题，并将装配工艺知识与装配顺序图有机结合起来，实现了完整的装配工艺规划过程。 3、实现了在虚拟环境下产品装配过程动态反演与工艺验证，提出了基于机械零件模型的分层次动态干涉检测算法，实现了动态装配过程中的产品模型实时渲染和单机及Desktop立体显示，并在此基础上输出装配动画和爆炸图文件。 4、建立了符合本系统要求的装配工艺知识库，实现了装配工艺知识和多种装配工艺文件的科学有效管理。 5、介绍了原型系统3D-VAPP总体结构、功能模块及具体实现方法，并结合实例说明了系统的使用流程，验证了本文阐述的研究成果。