以实时仿真技术与虚拟现实技术为基础,可以在计算机上搭建完整的虚拟制造仿真系统实现产品的生产制造过程仿真,虚拟制造仿真系统应用于工业领域是未来发展的一个方向。通过虚拟制造仿真系统能够实现在无实际加工系统参与的情况下预先检验零件结构的合理性、验证加工工艺的可行性,对于降低产品的制造成本、保证加工质量和提高生产效率具有重要的实际意义。实时仿真技术是将输入的数据与指令通过特定的映射规则计算后驱动模型进行运动的技术,具有仿真时钟与实际时钟完全一致、模型仿真速度与实际系统运行速度相同的特点。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、构想性等特点。本文对切削加工实时仿真过程中的主要关键技术进行了研究,并且以CA6140卧式车床为基础开发了一个用于金属切削仿真、实时加工成型的桌面式切削加工实时仿真虚拟现实系统,系统的开发,进一步验证了通过虚拟现实系统进行实时加工仿真的可行性。本文主要做了以下研究工作:（1）设计切削加工实时仿真虚拟现实系统框架。基于对切削加工实时仿真的研究和技术专家的建议,确立切削加工实时仿真虚拟现实系统的总体设计方案,对切削加工实时仿真虚拟现实系统进行模块化设计,验证系统多平台开发的可行性。（2）搭建切削加工实时仿真虚拟现实系统的虚拟场景。首先使用NX/UG和3D Max软件建立了精确的CA6140车床和场景模型,并且针对三维模型的建立、结构优化、格式转换、父子关系体系设计过程中的主要关键技术进行了研究。使用Unity 3D软件渲染出逼真的虚拟车间,对比分析了两种不同的渲染方式。介绍了模型贴图、材料设置中的关键技术,分析了粒子系统在动态仿真中的优越性及对系统性能的影响。（3）实现切削加工实时仿真。基于Unity 3D虚拟现实引擎及有限离散思想提出并设计了工件离散三维模型,提出并对比分析了工件模型的两种设计思路和生成方式。基于模型碰撞检测与射线碰撞检测,在虚拟现实系统中实现了工件测量、刀具安装等功能,使虚拟车床具有真实车床的基本功能。开发了实时仿真成型算法,真正实现了加工的实时仿真,切削加工实时仿真虚拟现实系统能够根据动态的输入指令动态的输出加工结果,实时完成端面、外圆、倒角、中心孔、球体、过渡曲面、螺纹、滚花等多种典型表面的虚拟加工。（4）实现了用户与切削加工实时仿真虚拟现实系统的交互设计。对用户交互界面设计过程中的关键技术进行了研究,并完成了整个切削加工实时仿真虚拟现实系统的控制算法,基于单例模式设计开发了UI Manager框架,实现了对UI的模块化管理。切削加工实时仿真虚拟现实系统的开发,进一步验证了虚拟现实技术和实时仿真技术应用于虚拟制造的可行性,为虚拟工厂的搭建提供了新的思路,为智能制造提供了新工具,本文的研究成果也可以推广应用在其他相关技术领域。