传统虚拟零件加工教学系统的人机交互方式大多数为桌面式教学系统,用户通过使用鼠标点击用户界面,将用户指令输入教学系统,系统根据指令做出反馈的方式完成加工过程。这种交互方式使学员和计算机系统成为两个独立的个体,沉浸感较差,学员无法体验真实的机床操作的感觉,从而不能达到想要的效果。为了解决上述问题,本文提出采用可使沉浸感加强的沉浸式头盔显示器来提高教学系统的沉浸感,借助数据手套进行人机交互,人手做出的手势通过传感器传输到系统内,控制虚拟手操作机床。具体的研究工作如下:首先,对箱体零件虚拟加工教学系统进行需求及结构分析,根据需求分析进行系统总体设计,选择系统开发平台,对系统中进行虚拟现实交互的硬件设备进行简单介绍。其次,分析箱体零件加工工艺特点,针对其工艺特点制定加工工艺流程,针对该工艺流程分析应该使用何种机床、刀具、夹具。对所需立式铣床、卧式铣床、钻床、镗床等机床及其刀具、夹具进行几何建模与优化,根据工艺流程放置机床位置,形成箱体零件加工生产线。第三,交互系统的设计,根据虚拟现实环境下箱体零件加工特点及系统功能需求的分析,结合数据手套与HTC Vive头盔的优势,设计了一套人机交互手势,在系统中由虚拟手替代真实手与虚拟物体进行交互,实现加工过程。最后,构建一个完整的虚拟现实环境下的箱体零件虚拟加工教学系统。分析教学系统涉及的关键技术,包括碰撞检测技术,手势识别技术等,分析系统交互过程中遇到的虚拟手与零件干涉问题的解决方案,对用户活动范围较小及如何准确放置模型的方法进行研究,并提出相关解决方案,设计人机交互界面,阐述视频播放功能、语音提示功能及仿真运动实现方法。实验结果表明,本课题的研究成果对以后此类项目有很大的借鉴意义,对学生系统学习箱体零件的加工及相关机床的操作具有很大的教育意义,一定程度上解决了高校设备不足的问题。