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第1章 概论 1

1.1 现代产品设计与CAD技术 1

1.1.1 现代产品设计概述 1

1.1.2 CAD技术与现代产品设计 2

1.2 CAD技术的发展历程及发展趋势 2

1.2.1 CAD技术的发展历程 3

1.2.2 CAD技术的发展趋势 4

1.3 CAD技术的特点与应用 5

1.3.1 CAD技术的特点 5

1.3.2 CAD技术的应用 5

1.3.3 采用CAD技术的优点和风险 6

1.4 习题 7

2.1 CAD系统的类型 8

第2章 CAD系统的组成 8

2.2 CAD系统的硬件组成 10

2.2.1 工作站和微机系统硬件 11

2.2.2 CAD局域网络系统的规划与设计 14

2.3 CAD系统的软件组成 15

2.3.1 系统软件 15

2.3.2 CAD支撑软件 15

2.3.3 CAD应用软件 17

2.3.4 商品化CAD支撑软件介绍 18

2.4 CAD系统的选型原则 18

2.4.1 CAD系统选型工作的重要意义 18

2.4.2 CAD系统选型的基本要素 19

2.4.3 选择CAD系统的原则 21

2.5 习题 22

3.1.1 人机接口 23

第3章 CAD接口技术及图形标准 23

3.1 CAD接口技术 23

3.1.2 图形接口文件 26

3.1.3 CAD系统间的接口 30

3.1.4 计算机图形接口 33

3.2 计算机图形软件标准 34

3.2.1 图形核心系统GKS和GKS-3D 34

3.2.2 交互图形系统PHIGS 35

3.3 OpenGL简介 36

3.4 习题 37

第4章 CAD软件工程技术 38

4.1 软件工程的基本概念 38

4.1.1 软件与软件工程 38

4.1.2 软件工程过程模型 40

4.2 软件开发流程 43

4.1.3 CAD软件工程的特点 43

4.3 CAD软件的文档编制规范 45

4.3.1 可行性研究报告 45

4.3.2 项目开发计划 46

4.3.3 软件需求说明书 46

4.3.4 数据要求说明书 47

4.3.5 概要设计说明书 47

4.3.6 详细设计说明书 48

4.3.7 测试计划 49

4.3.8 测试分析报告 49

4.3.9 项目开发总结报告 50

4.4 习题 50

5.1.2 图形程序库 51

5.1.1 设备驱动程序 51

第5章 计算机图形处理技术基础 51

5.1 图形程序库 51

5.2 坐标系 52

5.2.1 设备坐标系 53

5.2.2 虚拟设备坐标系和规格化的设备坐标系 53

5.2.3 世界坐标系、造型坐标系和观察坐标系 53

5.2.4 坐标变换 54

5.3 窗口与视区 55

5.3.1 窗口 55

5.3.2 视区 56

5.3.3 窗口-视区变换 56

5.4 图形的裁剪与消隐 57

5.4.1 图形的裁剪 57

5.4.2 图形的消隐 58

5.5 二维图形几何变换 59

5.5.1 二维图形几何变换的一般表示 59

5.5.2 平移变换与点的齐次坐标表示 62

5.5.3 二维组合变换 64

5.6 三维图形几何变换 65

5.6.1 三维基本变换 65

5.6.2 三维组合变换与投影变换 67

5.7 X窗口系统 68

5.8 习题 69

第6章 几何造型系统 70

6.1 空间几何元素的定义 70

6.2 线框造型系统 73

6.3 曲面造型系统 73

6.4 实体造型系统 74

6.4.1 造型功能 75

6.4.2 数据结构 80

6.5 非流形形体造型系统 83

6.6 装配造型 85

6.6.1 装配造型的功能 85

6.6.2 装配浏览 86

6.6.3 并行设计功能 87

6.6.4 装配模型的使用 87

6.6.5 装配简化 88

6.7 习题 89

7.1 基本概念 90

7.1.1 曲线和曲面的数学表示 90

第7章 自由曲线和自由曲面 90

7.1.2 基本术语 91

7.2 自由曲线 91

7.2.1 Hermite曲线 92

7.2.2 Bezier曲线 93

7.2.3 B样条曲线 97

7.3 自由曲面 102

7.3.1 双线性参数曲面 102

7.3.2 Coons曲面片与双三次参数曲面片 103

7.3.3 Bezier曲面 107

7.3.4 B样条曲面 108

7.3.5 曲面片的连续 109

7.4 习题 109

8.1.1 AutoCAD发展历史 111

8.1 概述 111

第8章 AutoCAD绘图软件包 111

8.1.2 AutoCAD 2002的主要功能 112

8.1.3 “今日”窗口 114

8.1.4 AutoCAD 2002工作界面 116

8.2 绘图设置及绘图实用工具 117

8.2.1 图层、线型、线宽及颜色 117

8.2.2 样板文件 119

8.2.3 绘图实用工具 120

8.2.4 配置AutoCAD 2002绘图环境 123

8.3 二维绘图与编辑 124

8.3.1 二维绘图 124

8.3.2 二维编辑 125

8.3.3 填充图案 127

8.3.4 标注文字 128

8.3.5 标注尺寸 130

8.3.6 图形显示控制 131

8.4 三维造型 132

8.4.1 基本概念、基本操作 132

8.4.2 曲面造型 135

8.4.3 实体造型 138

8.4.4 查询实体属性 141

8.5 三维编辑 141

8.5.1 三维旋转 141

8.5.2 三维镜像 142

8.5.3 三维阵列 143

8.5.4 对齐 144

8.5.5 布尔操作 144

8.6 渲染 146

8.5.6 其他编辑操作 146

8.7 AutoCAD的Internet功能 147

8.8 习题 149

第9章 二次开发技术 152

9.1 LISP、AutoLISP及Visual LISP 152

9.2 Visual LISP集成开发环境 152

9.2.1 菜单栏、工具栏和状态栏 153

9.2.2 文本编辑器 154

9.2.3 控制台窗口和跟踪窗口 155

9.3 加载、运行AutoLISP程序 156

9.3.1 在Visual LISP集成开发环境中加载、运行AutoLISP程序 156

9.3.2 在AutoCAD环境中加载、运行AutoLISP程序 157

9.4.1 AutoLISP程序文件及其结构 158

9.4 AutoLISP编程 158

9.4.2 AutoLISP数据类型 159

9.5 AutoLISP函数 161

9.6 在Visual LISP集成开发环境中调试程序 169

9.7 应用举例 173

9.8 习题 174

第10章 工程数据的计算机处理 176

10.1 概述 176

10.2 数表的计算机处理 177

10.2.1 数表程序化 177

10.2.2 函数插值 177

10.3 线图的程序化 179

10.3.1 建立拟合公式的方法 179

10.3.2 最小二乘法拟合的基本思想 179

10.3.3 最小二乘法多项式拟合 180

10.3.4 最小二乘法其他函数拟合 181

10.4 通用数据处理软件介绍 182

10.5 工程数据文件处理 184

10.6 数据库管理系统在CAD中的应用 184

10.6.1 数据库系统概述 184

10.6.2 数据库在CAD中的应用 185

10.7 工程数据库系统简介 192

10.7.1 工程数据库系统的概念 192

10.7.2 工程数据库系统的特点 192

10.7.3 工程数据库系统的构成方法 194

10.8 产品数据管理技术及其发展 194

10.8.1 PDM的产生 194

10.8.3 PDM的发展 195

10.8.2 PDM基本概念 195

10.8.4 PDM的功能分析 196

10.8.5 PDM技术分析 198

10.9 习题 199

第11章 计算机辅助制造技术 200

11.1 计算机辅助制造 200

11.1.1 概述 200

11.1.2 CAM系统的典型体系结构 200

11.1.3 数控编程 201

11.2 计算机辅助工艺规程设计 202

11.2.1 CAPP概述 202

11.2.2 CAPP的系统原理和系统结构 204

11.2.3 派生式CAPP系统 205

11.2.4 创成式CAPP系统 213

11.3.1 系统集成的必要性 221

11.3 CAD/CAM系统集成 221

11.3.2 CAD/CAM系统集成的程度 222

11.3.3 CAD/CAM系统集成的关键技术 222

11.4 先进制造技术概述 224

11.4.1 计算机集成制造系统 224

11.4.2 并行工程 226

11.4.3 虚拟制造技术 230

11.5 习题 232

第12章 平面连杆机构CAD 233

12.1 矢量三角形法运动分析的数学模型 233

12.1.1 四杆机构的位置分析 234

12.1.2 简单平面连杆机构的运动分析 235

12.1.3 复杂平面连杆机构运动分析 243

12.2.1 基本杆组的划分方法 246

12.2 杆组法运动分析的数学模型 246

12.2.2 同一构件上点的运动分析 248

12.2.3 RRR杆组的运动分析 249

12.2.4 RRP杆组的运动分析 251

12.2.5 RPR杆组的运动分析 253

12.3 杆机构运动分析与模拟 255

12.4 平面连杆机构设计的类型 258

12.5 连杆机构的综合 259

12.5.1 连杆机构的综合方法 259

12.5.2 刚体导引机构设计 259

12.5.3 函数变换机构的设计 262

12.5.4 轨迹发生机构设计 263

12.6 习题 264

参考文献 267