随着我国机械制造业的飞速发展，机床在其中扮演着关键性的角色。在当前国内急需经验丰富的机床工人的背景下，中、高等院校的教育工作者受到了极大挑战。他们一方面需要致力于人才的培养和输送，另一方面也要专心于科研工作，这让他们分身不暇。而且机床本身价格昂贵，给学校的经济带来了巨大压力。而机床操作经验只能通过实干才能积累，这些都给他们的教学带来了巨大的阻力。

在传统的教学中，课堂展示资料有限，缺乏互动性，实时性不强，大多数学生面对抽象的概念，不能较好地理解加工工艺的选择产生的影响，也很难掌握住机床的操作要点。而现有的机床成本高，导致教学成本提高，学校无法给所有学生一个练习平台。以上这些都导致了学生的学习积极性不高，实训操作效率低下。在这种形势下，引入一个虚拟操作平台，对于解决以上成本高、知识等的方面会起到很好的作用。

目前国内外对虚拟平台的研究已经非常深入而广泛了。文献[1-12]详细介绍了虚拟加工过程中模型的建立及优化、仿真的数字化实现方法。可以利用三维建模软件例如SolidWorks、Maya等建出机床模型，再通过Unity 3D 虚拟现实技术，将它们有机地结合并最终制作出一个可视化的三维仿真机床。这个机床能够进行基本的平面加工功能例如车、磨、铣，并将它们组合，从而实现常用的平面加工方案。这能在一定程度上提高教学的互动性，减轻教学的压力，让学生更好地学习各方面的知识。文献[13]则具体介绍了机床加工过程中的工艺设计原则及方法，例如一次定位原则、先粗后精原则等，保证了加工过程的科学性和正确性。

本文旨在利用计算机模拟仿真技术制作动态交互的课件进行数控技术加工专业课程的优化教学。通过改变传统的静态教学方法，为学生在有限的课堂时间里感受到逼真加工环境；为学生提供更生动的知识表现方式，更多样的练习平台。数控机床虚拟操作演示平台的整体设计框架基于 Unity 3D 虚拟现实技术，结合三维建模工具和 C#语言，完成数控机床虚拟演示平台的构建。最终实现与学生之间良好的互动，这也是进行现代创新教育的重要手段。

2. 研究的基本内容与方案

1 研究背景和意义

目前国内急需具备熟练操作各种机床技术的员工。以往的教学方式往往缺乏互动性、实时性，导致学生对抽象的概念不能较好地理解，也很难掌握住机床的操作要点。而现有的机床成本高，导致教学成本提高，学校无法给所有学生一个练习平台。以上这些都导致了学生的学习积极性不高，实训操作效率低下。在这种形势下，引入一个虚拟操作平台，对于解决以上成本高、知识等的方面会起到很好的作用。

2 机床加工的设计原则

在零件加工过程中，必须遵守一定的设计原则，才能尽量减小加工误差。现有的设计原则包括一次定位原则、先粗后精原则、先近后远和先面后孔原则。再结合已学的《机械制造工艺学》的知识内容，使该套仿真程序尽可能贴合现实中加工准则。

3 典型的平面加工方法