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第1章 绪论 1

1.1 产品的实现过程 1

1.2 制造系统 2

1.2.1 制造系统的概念 2

1.2.2 计算机辅助设计与制造及其系统 4

1.3 计算机辅助设计与制造系统 5

1.3.1 系统的功能 5

1.3.2 系统的分类 7

1.3.3 系统的特点 9

1.4 计算机辅助设计与制造技术及系统的发展 9

1.4.1 计算机辅助设计与制造技术的发展历程 9

1.4.2 产品数字化定义技术的发展历程 12

1.4.3 计算机辅助设计与制造技术的应用 15

1.4.4 计算机辅助设计与制造技术及系统的发展趋势 16

习题 19

第2章 计算机辅助设计与制造基础 20

2.1 计算机辅助设计与制造软、硬件支撑环境 20

2.1.1 CAD/CAM系统的结构 20

2.1.2 CAD/CAM系统的硬件 21

2.1.3 CAD/CAM系统的软件 22

2.1.4 CAD/CAM系统的软、硬件选择原则 25

2.2 计算机图形处理技术 25

2.2.1 图形变换 26

2.2.2 图形消隐 36

2.2.3 图形裁剪 42

2.2.4 图形渲染 45

2.3 工程数据的计算机处理技术 46

2.3.1 基本概念 47

2.3.2 工程数据的程序化方法 48

2.3.3 线图程序化 49

2.3.4 工程数据的存储与管理 50

2.4 制造信息系统 52

2.4.1 制造信息系统的组成及功能 52

2.4.2 C/S和B/S计算模式 53

习题 55

第3章 产品建模技术 56

3.1 产品建模方法概述 56

3.2 线框建模技术 56

3.3 表面建模技术 58

3.3.1 表面建模的基本原理 58

3.3.2 贝塞尔（Bézier）曲线与曲面 60

3.3.3 B样条曲线与曲面 62

3.3.4 非均匀有理B样条（NURBS）曲线与曲面 63

3.4 实体建模技术 64

3.4.1 实体建模的基本原理 64

3.4.2 实体建模方法 65

3.4.3 实体模型表示方法 68

3.5 特征建模技术 70

3.5.1 特征建模的概念 70

3.5.2 特征的分类 70

3.5.3 基于特征的产品信息模型 71

3.5.4 特征建模技术的作用 71

3.6 产品制造信息的表示 72

3.7 产品模型数据交换标准 73

3.7.1 初始化图形交换规范IGES 73

3.7.2 产品模型数据交换标准STEP 74

3.7.3 产品数据交换标准存在的不足 75

3.8 产品建模技术与工程应用 75

3.8.1 绘制工程图样 75

3.8.2 零件的三维建模 76

3.8.3 逆向造型技术 76

习题 78

第4章 计算机辅助产品设计技术 79

4.1 产品设计过程 79

4.2 装配建模 81

4.2.1 装配树与装配规划 81

4.2.2 装配约束 84

4.2.3 装配建模方法 87

4.2.4 装配分析与输出 89

4.2.5 装配建模实例——基于Pro/E的自上而下的减速器组件设计 89

4.3 质量特性计算 92

4.3.1 几何特性 93

4.3.2 质量特性 99

4.3.3 装配体的质量特性计算 101

4.3.4 质量特性计算实例 101

4.4 有限元分析 103

4.4.1 基本原理及其应用 104

4.4.2 基本方法 105

4.4.3 有限元分析软件与CAD的集成 109

4.4.4 实例分析 110

习题 112

第5章 计算机辅助工艺过程设计 114

5.1 计算机辅助工艺过程设计技术 114

5.1.1 计算机辅助工艺过程设计的分类 114

5.1.2 计算机辅助工艺过程设计中的决策方法 117

5.1.3 计算机辅助装配工艺过程设计 129

5.2 成组技术 134

5.2.1 基本原理 134

5.2.2 零件的分类与编码 135

5.2.3 成组工艺过程设计 142

5.2.4 成组单元与成组生产组织 143

5.2.5 成组技术在设计工作中的应用 145

5.3 计算机辅助工艺过程设计系统 146

5.3.1 计算机辅助工艺过程设计系统的组成 146

5.3.2 计算机辅助工艺过程设计中产品设计信息的获取 148

5.3.3 工艺信息及过程的管理 151

5.4 基于模型定义技术的工艺过程设计 155

5.4.1 基于模型定义的产品开发技术 156

5.4.2 基于模型定义的三维数字化工艺过程设计 158

习题 160

第6章 数控系统与数控编程 161

6.1 机床数控系统 161

6.1.1 数控原理 161

6.1.2 机床数控系统的组成及作用 161

6.1.3 数控机床的分类 170

6.2 零件加工的数控编程 175

6.2.1 插补原理 175

6.2.2 数控机床的坐标系 178

6.2.3 数控程序结构与格式 180

6.2.4 准备功能（G代码） 182

6.2.5 固定循环指令 189

6.2.6 辅助功能（M代码） 191

6.2.7 子程序的应用 192

6.3 计算机辅助编程基础 194

6.3.1 CAD/CAM的图形交互自动编程软件概述 194

6.3.2 图形交互自动编程的方法 194

6.3.3 数控程序的检验 198

6.4 计算机辅助自动编程实例 202

6.4.1 UG NX4.0编程实例——叶片零件的编程与加工 202

6.4.2 CAXA制造工程师——简单平面轮廓线的绘图和编程实例 209

习题 213

第7章 计算机辅助数控测量技术 215

7.1 数控测量的基本概念 215

7.1.1 计算机辅助质量系统 215

7.1.2 数控测量的基本概念和系统组成 216

7.2 坐标测量机 217

7.2.1 坐标测量机的工作原理及方法 218

7.2.2 坐标测量机的组成 219

7.3 数控测量编程 227

7.3.1 测量编程模式 227

7.3.2 测量规划与编程 228

7.3.3 测量程序标准与协议 231

7.4 大尺寸测量系统 235

7.4.1 大尺寸测量系统的产生及其特点 235

7.4.2 关节臂测量机 236

7.4.3 激光跟踪仪 237

7.5 在机测量系统 240

7.5.1 在机测量系统的组成 241

7.5.2 数控机床的测头系统 241

7.5.3 在机测量的应用场合 242

习题 244

第8章 自动化制造系统 245

8.1 自动化制造系统概述 245

8.1.1 制造系统的概念、组成及分类 245

8.1.2 自动化制造系统的类型及特点 247

8.2 柔性制造系统 251

8.2.1 柔性制造系统的基本概念、特点及适用范围 252

8.2.2 柔性制造系统的组成及工作原理 253

8.2.3 柔性制造系统的物流系统 256

8.2.4 柔性制造系统举例 263

8.2.5 柔性制造系统的特征 265

8.3 自动化制造系统的管理与控制 266

8.3.1 自动化制造系统的递阶控制结构 266

8.3.2 自动化制造系统的信息流模型及特征 267

8.3.3 作业计划与调度管理 270

8.3.4 工件流的管理与控制 270

8.3.5 刀具流的管理与控制 271

8.3.6 自动化立体仓库的管理与控制 272

8.3.7 加工过程监控 273

8.4 自动化制造系统的建模与仿真 274

8.4.1 自动化制造系统建模与仿真的基本概念 274

8.4.2 自动化制造系统建模与仿真的基本步骤 278

8.4.3 自动化制造系统的仿真软件介绍 279

8.4.4 柔性制造系统建模与仿真实例分析 283

习题 289

第9章 产品全生命周期管理 290

9.1 产品全生命周期管理的基本概念和发展过程 290

9.1.1 产品全生命周期管理的基本概念 290

9.1.2 产品全生命周期阶段划分 291

9.2 产品全生命周期管理信息 293

9.2.1 产品全生命周期信息的构成 293

9.2.2 产品全生命周期信息数据的交换与共享 294

9.3 产品全生命周期管理系统 296

9.3.1 产品全生命周期管理系统框架 296

9.3.2 产品全生命周期管理系统的核心功能 298

9.3.3 产品全生命周期管理的关键技术 299

9.3.4 产品全生命周期管理带来的效益 300

习题 301

参考文献 302