随着科学技术的飞速发展,人类社会进入了信息时代,作为信息技术核心的计算机技术历经50多年的发展,已经广泛的应用于国计民生的各个角落,极大地拓宽了人类的生活空间,提高了人们认识和改造世界的能力。面对大量的信息咨讯,如何扩展人类的感知通道,提高人类对跨越时空事物和复杂动态事件的感知能力,实现人与信息空间的自然、和谐的交互,这些成为人类面临的新挑战,而虚拟现实是解决这个挑战的最有效的方法和途径。目前,虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)已经成为计算机领域中继多媒体技术、Internet网络技术之后关注及研究、开发与应用的热点,也是目前发展最快的一项多学科综合技术。许多发达国家很早就开始了虚拟现实技术的研究并取得了丰硕的成果,我国也将它列入了重点研究范围。中国的制造业面临着巨大的机遇和严峻的挑战,传统的机械产品设计开发流程一般为方案设计、图纸设计、制造实物样机和实物样机试验直至产品投产上市,该过程周期过长,成本费用过高,不能满足企业对质量、效率以及成本的综合要求。数字样机技术作为机械产品设计开发的一项全新技术,它的出现和发展给传统的机床产品设计方法带来了一次革命。应用这项技术,工程师在建立产品的数字化数字模型之后可以对它进行各种计算机仿真分析,在产品设计阶段发现其中的潜在问题和不足之处,并快速修正设计错误、改进设计方案。因此,在机械产品设计过程中应用数字化样机技术可以减少对实物样机的依赖,这样不仅可以降低开发成本,缩短产品开发周期,而且可以提高设计质量和产品性能,增强企业的竞争力。本文以SGI(美国图形工作站生产厂商)公司提供的SGI Onyx4系统,Barco双通道立体投影系统以及CrystalEyes立体眼镜等组成的虚拟现实系统为基础,运用大型三维软件Pro/E建立了五轴车铣复合加工中心和全断面掘进机(Tunnel Boring Machine)的三维数字化模型,并通过计算机图形交换格式将所建立的几何模型导入到虚拟现实软件Division Mockup中,建立它的运动仿真模型,以虚拟现实软件Division Mockup为平台,利用虚拟现实系统对数字样机进行功能仿真,并在Division Mockup软件环境下完成了五轴车铣复合加工中心和全断面掘进机的虚拟装配测试,实现对产品结构的改进和优化设计。验证了理论研究的正确性,从而为产品的设计与改进提供了理论依据,大大节省了生产成本,缩短了产品的生产周期。本文所采用数字化样机技术有效地实现了五轴车铣复合加工中心和全断面掘进机的建模与仿真,这种方法不只是适用于此类产品的设计开发,其它机械产品也可以应用同样的方法和思路,并且还可以推广到其它一些复杂机械系统的研究、设计和开发,因此本文的研究方法及结论具有较强的工程实用性。