随着制造业采用的机械零件越来越复杂,对零部件加工的自动化水平和加工精度的要求也越来越高。数控加工技术是复杂零部件加工的主要技术,该技术的成熟度是衡量一个国家制造业发展水平的重要标志。为了验证数控加工程序的正确性,在实际加工之前使用数控仿真软件进行加工仿真十分必要。现在已有的多款商业数控加工仿真软件的核心技术基本掌握在西方发达国家手中。为了研究五轴数控仿真软件的相关技术,本文在前人的研究基础上设计并开发了一个五轴数控加工仿真平台,具备加工仿真系统的主要功能,并针对加工仿真渲染速度的提升进行了专门研究并提出了新的方法。本文首先提出了一种基于视景体细分的数控加工仿真方法。零部件加工中的刀具扫描体通常具有大量重叠区域,如果直接渲染所有刀具扫描体形成的扫描体序列,将会多次重复渲染同一个扫描体,导致渲染效率较低。本文方法对视景体进行细分,并基于刀具扫描体与细分视景体的局部空间关系建立数据结构。该方法通过对每一个细分视景体内的扫描体进行单独渲染,减少整个场景的刀具扫描体序列的长度,使得扫描体重复渲染的次数大大减少。实验结果表明,该方法能够有效提升加工仿真的渲染速度。为了充分发挥视景体细分方法的优势,本文提出了利用图形系统着色器的渲染引擎进细分场景的并行绘制方法,充分利用图形处理器的高度并行性,提升渲染速度。该方法首先初始化着色器信息,之后将刀具扫描体模型进行数据封装并使用映射将刀具扫描体保存到相关的视景体内,最后并行渲染每个视景体内的场景。实验结果表明,该方法能够充分发挥视景体细分方法的并行化潜力,能够进一步提升加工过程的渲染速度。基于本文提出的快速渲染方法,本文设计并实现了一个五轴数控加工仿真平台,该系统具备加工毛坯定义、加工刀具定义、刀具加工路径设计和加工过程仿真等基本功能,能够提供直观的加工过程仿真的渲染效果。该系统为验证刀具形状和加工路径的有效性,加工过程中刀具和工件之间碰撞检测等目标提供了一个平台,为数控加工仿真软件的自主研发提供了有益的参考价值。