第1章 制造概述 1
1.1 产品实现过程 3
1.2 产品实现过程的演变 5
1.3 CAM及其发展历史 7
1.4 本书结构 10
1.5 关键词 12
1.6 思考题 12
1.7 参考文献 12
第2章 工程产品规范 15
2.1 工程设计 16
2.2 设计图 17
2.2.1 多视图 19
2.2.2 局部视图 21
2.2.3 尺寸标注与公差标注 22
2.2.4 标注尺寸 23
2.2.5 常规尺寸公差 24
2.2.6 表面精度 26
2.3 公差图分析 31
2.3.1 过约束 32
2.3.2 欠约束 33
2.4 产品与工艺公差之间的关系 34
2.5 检验和测量 37
2.5.1 检验误差 37
2.5.2 表面精度的质量控制 37
2.5.3 测量（评估） 38
2.6 统计质量控制 38
2.7 制造可靠性 42
2.8 小结 43
2.9 关键词 44
2.10 思考题 44
2.11 练习题 45
2.12 参考文献 48
第3章 形位公差 49
3.1 背景 49
3.2 形位公差：ASME Y14.5 50
3.2.1 符号修饰符 52
3.2.2 直线度（ASME Y14.5-1994） 54
3.2.3 表面素线的直线度 55
3.2.4 平面度 56
3.2.5 圆度 56
3.2.6 圆柱度 58
3.2.7 轮廓控制 58
3.2.8 定向公差 59
3.2.9 圆柱定向公差带 61
3.2.10 直线定向公差带 63
3.2.11 跳动公差 64
3.2.12 自由状态变化 68
3.3 解释几何规范 68
3.4 多零件特征与基准 71
3.4.1 多基准零件 75
3.4.2 极限尺寸与配合 75
3.5 小结 76
3.6 关键词 77
3.7 思考题 77
3.8 练习题 77
3.9 参考文献 79
3.10 附录：基于测量的形位公差定义 80
第4章 计算机辅助设计 85
4.1 背景 85
4.2 CAD发展历史简述 86
4.3 设计建模需求 88
4.4 CAD的结构 89
4.5 设计二维图形 90
4.6 三维CAD和曲面建模 95
4.6.1 三维线框建模 95
4.6.2 曲面建模 97
4.7 利用实体模型设计产品 100
4.7.1 实体图元与布尔操作 100
4.7.2 欧拉操作和面及边操作 101
4.7.3 流形模型和非流形模型 103
4.8 基于特征的建模 104
4.8.1 交互式特征定义 104
4.8.2 自动特征识别 105
4.8.3 根据特征设计 105
4.9 变量化建模和参数化建模 106
4.10 CAD应用 108
4.11 设计数据交换 109
4.11.1 IGES 110
4.11.2 STEP 110
4.12 小结 112
4.13 思考题 112
4.14 练习题 112
4.15 参考文献 115
第5章 几何建模 117
5.1 背景 117
5.2 计算机图形学的基本元素 118
5.2.1 坐标变换 120
5.2.2 投影和显示 125
5.3 三维表示 127
5.4 曲线和曲面 129
5.4.1 曲线 129
5.4.2 曲面 143
5.5 实体模型 150
5.6 小结 160
5.7 关键词 160
5.8 思考题 161
5.9 练习题 161
5.10 参考文献 162
第6章 工艺工程 165
6.1 基于经验的规划 166
6.2 工艺能力分析 169
6.3 基本加工计算 175
6.3.1 进给量和进给速度 175
6.3.2 切削速度 175
6.3.3 切削深度 176
6.3.4 材料去除率 176
6.3.5 加工时间 178
6.3.6 刀具寿命 179
6.3.7 切削力和功率需求 183
6.3.8 工艺参数 187
6.4 工艺优化 189
6.4.1 单次走刀模型 189
6.4.2 多次走刀模型 195
6.5 小结 197
6.6 关键词 197
6.7 思考题 198
6.8 练习题 198
6.9 参考文献 199
第7章 刀具与夹具 203
7.1 引言 203
7.2 刀具性能 205
7.2.1 刀具几何形状 205
7.2.2 刀具材料 210
7.3 工件材料的可加工性 215
7.3.1 可加工性试验 216
7.3.2 钢 219
7.3.3 易切削钢 219
7.3.4 不锈钢 219
7.3.5 铸铁 220
7.3.6 镍基合金 220
7.3.7 铝合金 220
7.3.8 铜及其合金 221
7.4 加工工序 221
7.5 工件装卡原则 223
7.5.1 夹具 224
7.5.2 定位 226
7.5.3 支撑与夹紧 229
7.6 零件设置或方位 230
7.7 数控加工夹具 231
7.7.1 组合夹具 233
7.7.2 相变夹具 235
7.7.3 柔性夹具 236
7.8 定位、夹紧和加工引起的误差 237
7.9 小结 237
7.10 关键词 238
7.11 思考题 238
7.12 解答题 239
7.13 参考文献 239
第8章 基于统计的工艺工程 245
8.1 背景 245
8.2 说明工艺可变性的案例分析 246
8.2.1 符号说明 247
8.2.2 位置修饰符——忽略特征尺寸 248
8.2.3 位置修饰符——最大实体状态 251
8.2.4 其他位置规范 252
8.3 通用方法 254
8.3.1 用于基准建立的形式统计模型 261
8.3.2 采用成本模型的优化工艺规划 268
8.3.3 解决过程 272
8.4 产品示例的试验结果与说明 273
8.4.1 材料修饰符和基准特征的选择对合格率的影响 274
8.4.2 确定最佳工艺规划 279
8.5 小结 282
8.6 关键词 283
8.7 思考题 283
8.8 练习题 284
8.9 参考文献 285
第9章 工业控制基础 287
9.1 控制理论介绍 287
9.1.1 过程模型 288
9.1.2 控制器 293
9.1.3 离散控制系统 297
9.2 逻辑控制 301
9.2.1 布尔运算 301
9.2.2 逻辑控制建模 304
9.3 传感器与执行器 306
9.3.1 传感器 306
9.3.2 电机和执行器 310
9.4 小结 313
9.5 关键词 313
9.6 思考题 314
9.7 练习题 314
9.8 参考文献 319
第10章 可编程逻辑控制器 321
10.1 概述 321
10.1.1 控制器的功能 321
10.1.2 控制装置 322
10.1.3 可编程逻辑控制器 323
10.2 继电器装置的组成 325
10.2.1 开关（触点） 325
10.2.2 继电器 327
10.2.3 计数器 327
10.2.4 计时器 328
10.2.5 继电器逻辑示例 329
10.3 可编程控制器的结构 330
10.3.1 处理器 331
10.3.2 存储器 331
10.3.3 输入和输出 332
10.3.4 电源 334
10.3.5 外围设备 335
10.4 可编程逻辑控制器的编程 337
10.4.1 梯形图 337
10.4.2 逻辑 340
10.4.3 结构化文本编程 345
10.4.4 功能块编程 350
10.4.5 指令列表 351
10.4.6 顺序功能图 353
10.5 PLC逻辑设计工具 354
10.5.1 利用真值表设计 354
10.5.2 利用状态图实现控制 356
10.6 小结 360
10.7 关键词 361
10.8 思考题 362
10.9 练习题 362
10.10 参考文献 366
第11章 制造中的数据通信和局域网 367
11.1 数据通信基础 368
11.1.1 通信的基本概念 368
11.1.2 数据编码 369
11.1.3 串行数据通信 371
11.1.4 并行数据通信 375
11.1.5 数据传输模式 377
11.1.6 数据传输技术 377
11.2 局域网 378
11.2.1 网络技术 380
11.2.2 ISO/OSI模型 385
11.2.3 TCP/IP协议 387
11.2.4 其他网络 389
11.3 小结 392
11.4 关键词 393
11.5 思考题 393
11.6 练习题 394
11.7 参考文献 395
11.8 附录：通信术语（部分） 396
第12章 数控基础 399
12.1 引言 399
12.2 发展历史 400
12.3 数控原理 402
12.4 数控的分类 403
12.4.1 运动控制：点对点控制和连续轨迹控制 403
12.4.2 控制循环 405
12.4.3 动力驱动 405
12.4.4 定位系统 406
12.4.5 NC和CNC 406
12.5 数控系统 406
12.6 数控控制器 410
12.7 数控机床运动学 413
12.7.1 两轴、三轴笛卡儿机床 414
12.7.2 五轴机床 417
12.7.3 六腿机床 423
12.8 插补 427
12.8.1 直线插补 428
12.8.2 圆弧插补 432
12.9 轴的伺服控制 436
12.9.1 丝杠 436
12.9.2 电机 437
12.9.3 控制系统 438
12.10 主轴 439
12.11 小结 440
12.12 关键词 440
12.13 思考题 441
12.14 练习题 441
12.15 参考文献 443
第13章 数控编程 445
13.1 数控零件编程 445
13.1.1 坐标系 445
13.1.2 数控编程存储介质 447
13.1.3 符号代码 448
13.1.4 磁带输入格式 450
13.1.5 NC字 451
13.2 手工零件编程 455
13.2.1 零件程序 455
13.2.2 刀具半径补偿 460
13.3 计算机辅助零件编程 463
13.4 CAD零件编程 467
13.4.1 Computervision系统 468
13.4.2 CADAM系统 469
13.4.3 CATIA系统 469
13.4.4 NC Programmer 469
13.4.5 交互式零件编程 469
13.4.6 基于实体模型的刀具轨迹生成 471
13.5 数控刀具轨迹检验 472
13.6 零件编程解析几何 473
13.6.1 刀具中心位置和刀具偏置 473
13.6.2 计算几何学 477
13.7 小结 485
13.8 关键词 485
13.9 思考题 485
13.10 参考文献 489
13.11 附录：计算机辅助零件编程语言 490
13.11.1 APT 490
13.11.2 其他零件编程语言 499
第14章 快速原型制造 505
14.1 引言 505
14.2 快速原型工艺 507
14.2.1 立体光刻（SLA） 507
14.2.2 选择性激光烧结（SLS） 510
14.2.3 喷射加工工艺 511
14.2.4 三维印刷 512
14.2.5 分层实体制造（LOM） 513
14.2.6 熔融沉积成型（FDM） 514
14.2.7 激光工程净成型（LENS） 515
14.3 快速原型建模 516
14.3.1 STL文件 516
14.3.2 SLC格式 520
14.3.3 模型分层 521
14.4 系统选择 525
14.5 小结 527
14.6 关键词 527
14.7 思考题 527
14.8 练习题 528
14.9 参考文献 528
第15章 工业机器人 531
15.1 引言 531
15.1.1 背景 531
15.1.2 机器人分类 533
15.1.3 工作空间 538
15.1.4 精度与重复精度 542
15.2 动力源、执行器和转换器 542
15.3 机器人传感器 543
15.4 机器人夹爪 543
15.5 机器人安全性 544
15.6 机器人编程 545
15.7 机器人应用 549
15.7.1 机器人应用原则 549
15.7.2 应用规划 550
15.8 机器人系统的经济性考虑 550
15.8.1 设备 550
15.8.2 操作与维护 550
15.8.3 产品 551
15.8.4 分析参数 551
15.9 机器人运动学和动力学 551
15.9.1 基础知识 551
15.9.2 机器人坐标系 552
15.9.3 坐标变换通用公式 554
15.10 机器人臂部动力学 559
15.11 计算机视觉 561
15.11.1 图像转换 561
15.11.2 图像分析 562
15.11.3 图像理解 564
15.12 小结 565
15.13 关键词 565
15.14 练习题 565
15.15 参考文献 568
附录A 矢量代数 573
附录B 传递函数与框图 577
附录C 拉普拉斯变换 581
附录D Z变换 585
附录E 编码系统 589
附录F MatLab基础 593