随着虚拟制造以及虚拟现实技术的发展,虚拟制造系统可为学生们在相关专业知识的学习提供更为便捷的条件。本文将虚拟现实技术与机械制造技术相结合,基于目前国际领先的可穿戴虚拟现实设备Oculus,研发沉浸式虚拟车削仿真系统。通过该系统,学生们无需来到工厂,便可亲身体验理论知识中所描述的各类机床的加工工艺及加工特性。这增加了学生们实践的机会,而不存在任何安全隐患。本文的主要研究内容如下:结合可穿戴虚拟现实交互设备的优势,对沉浸式虚拟车削系统进行了总体设计。确立了系统所用的软件平台Unity3D以及沉浸式虚拟现实设备Oculus和Leap Motion。在Unity3D软件中构建基于Oculus的沉浸式仿真环境,利用SolidWorks和3ds Max软件完成对车床主体及主轴箱部分的建模及动态化,并将其导入至Unity3D中进行渲染。在Unity3D中完成车削基本加工形式、刀具几何角度以及车床主轴箱内部运动的仿真。分别从微观以及宏观的角度,对车削加工中不同条件下的切屑形态以及切屑形成过程展开仿真。通过对切屑形状参数数学模型的建立,完成了基于三角面片的切屑形成过程的仿真。基于圆台离散法,通过Unity3D中的碰撞检测,建立基本的可交互式车削加工平台。基于手势交互设备Leap Motion,对可交互式虚拟车削系统进行开发。通过层次包围盒法完成了对虚拟车床各部件干涉检测的探究。与传统的仿真系统相比,本系统具有较高的沉浸感,学生们通过可穿戴虚拟现实设备,可身临其境地从各个角度观察切削加工过程,甚至可以"钻入"主轴箱中,观察主轴箱内各传动轴的运动情况。这使得学生们的实践能力得到充足地锻炼,并大幅度地提高他们对理论知识的理解能力,从而提高了他们对相关知识的学习兴趣。本系统对今后类似的虚拟现实教学系统提供了新的路径,开创了教学实践培养的新模式。