数控车削虚拟仿真系统是通过计算机建模技术建立虚拟车削加工机床,利用虚拟现实及可视化技术对数控加工过程进行模拟仿真;系统集成硬件软件于一体,实现与实际数控机床相同的操作,生成与实际加工相互等价的信息。数控车削虚拟仿真系统的开发和应用,一方面节约了购买设备、置办场地等所花费的办学成本,另一方面增加了学员操作车床的练习时间,提升了教学质量和学习效率,还解决了初期培训过程中操作安全问题。数控车削虚拟仿真考评系统能够指明学员操作过程中的不足,提高学员的学习效率,培养学员自主学习的能力。本文以数控车削轴类零件外圆面为研究对象,以虚拟仿真考评系统为核心,针对学员车削轴类零件工艺过程,主要开展的研究工作有如下几个方面:(1)获取虚拟仿真数控车削轴类零件外圆面的切削参数并建立切削力模型:获取数控程序中的切削参数(切削速度vc、进给量f,背吃刀量ap),建立适合虚拟仿真特定环境的切削力模型,达到优化切削参数的目的。(2)获取虚拟仿真数控车削轴类零件的尺寸信息并建立粗糙度模型:研究虚拟车削轴类零件的仿真原理,通过刀具扫描多边形裁剪工件轴的半剖面轮廓多边形。基于OpenGL做几何变换,测量图元在世界坐标系下的工件多边形尺寸。建立适合虚拟仿真数控车削的粗糙度模型,由于车削后的工件中记录了刀具和切削参数的相关信息,能方便测量工件表面的粗糙度值。(3)优化虚拟仿真数控车削参数:根据粗加工和精加工不同的要求,分别给出相应优化目标函数,运用粒子群算法,得出相应优化结果。(4)运用层次分析法给出虚拟仿真数控车削考评权重:考评目标是数控车削虚拟仿真零件与图纸零件的符合程度,通过层次分析法,得出各个考评参量在百分制下的权重。(5)分析学员的仿真过程,评价学员的操作:对不同条件下(未对刀、车削材料选择不正确、刀具选择不正确、切削参数选择不正确等)的工件做仿真车削,系统给出相应的考评分数,并指出需要改进的地方,实现学员自主学习。