第1章 绪论 1
1.1 CAD/CAM技术的基本概念 1
1.1.1 CAD/CAM技术的定义 1
1.1.2 CAD/CAM集成技术 2
1.2 现代产品的CAD/CAM过程与CAD/CAM的功能 3
1.2.1 现代产品的CAD/CAM过程 3
1.2.2 CAD/CAM的主要功能 5
1.3 CAD/CAM技术的发展和应用 7
1.3.1 CAD/CAM技术的产生与发展 7
1.3.2 CAD/CAM技术的应用 8
1.4 CAD/CAM技术的发展趋势 9
习题与思考题 11
第2章 机械CAD/CAM系统环境 13
2.1 CAD/CAM硬件系统 13
2.1.1 CAD/CAM硬件系统的组成 13
2.1.2 硬件系统配置 14
2.1.3 CAD/CAM系统典型硬件设备 15
2.2 CAD/CAM的软件系统 17
2.2.1 CAD/CAM软件系统的分类和组成 17
2.2.2 系统软件 17
2.2.3 支撑软件 18
2.2.4 应用软件 19
2.2.5 常见主流CAD/CAM软件简介 20
2.3 CAD/CAM的网络环境 22
2.3.1 计算机网络概述 22
2.3.2 Internet/Intranet技术 25
2.3.3 网络化CAD/CAM系统 27
习题与思考题 28
第3章 机械CAD/CAM几何建模技术 29
3.1 三维几何建模 29
3.1.1 三维几何建模的基本概念 29
3.1.2 线框建模 32
3.1.3 表面建模 34
3.1.4 实体建模 35
3.1.5 三维实体建模中的计算机内部表示 37
3.2 曲面造型技术 40
3.2.1 参数曲面 40
3.2.2 曲面造型方法 43
3.2.3 曲面处理 46
3.3 参数化设计技术 49
3.3.1 参数化设计的概念 49
3.3.2 参数化设计的约束 53
3.3.3 参数化设计的动态导航技术 55
3.3.4 参数化的表驱动技术 56
3.4 特征造型技术 58
3.4.1 形状特征的概念 58
3.4.2 特征造型技术的应用 60
3.4.3 特征管理 62
3.5 反求建模 63
3.5.1 逆向工程概述 63
3.5.2 反求建模的流程 64
3.5.3 三维数字化测量设备 64
3.5.4 三维数字化测量方法 66
3.5.5 反求模型重建技术 68
3.5.6 反求建模的应用 70
习题与思考题 70
第4章 CAD/CAM装配建模技术 72
4.1 装配建模概述 72
4.2 装配模型 72
4.2.1 装配模型的特点与结构 73
4.2.2 装配模型的信息组成 75
4.2.3 装配树 76
4.3 装配约束技术 78
4.3.1 装配约束分析 78
4.3.2 装配约束规划 81
4.4 装配模型的管理与分析 82
4.4.1 装配模型的管理 82
4.4.2 装配模型的分析 83
4.5 装配设计的两种方法 85
4.5.1 自底向上的装配设计 85
4.5.2 自顶向下的装配设计 86
4.5.3 两种装配设计方法的比较 87
4.6 装配建模技术的应用 88
4.6.1 UG软件装配功能简介 88
4.6.2 基于UG的自底向上装配设计 89
4.6.3 基于UG的自顶向下装配设计 92
习题与思考题 95
第5章 数字化制造基础 96
5.1 数控技术与数控机床 96
5.1.1 数控技术的基本概念 96
5.1.2 数控机床的组成及分类 96
5.1.3 数控机床的特点 99
5.2 数控加工与编程 99
5.2.1 数控加工的基本概念 99
5.2.2 数控编程的概念 100
5.2.3 数控编程的步骤与方法 105
5.2.4 数控加工工艺 106
5.2.5 常用数控程序指令代码 108
5.2.6 数控手工编程举例 109
5.3 DNC与FMS技术 110
5.3.1 DNC技术 110
5.3.2 柔性制造系统 112
5.3.3 柔性制造单元 115
5.4 快速成型制造 115
5.4.1 概述 115
5.4.2 快速成型技术原理 116
5.4.3 快速成型的方法 117
5.4.4 快速成型中的切片方法与STL数据格式 119
5.4.5 快速成型制造的过程与应用 121
习题与思考题 122
第6章 计算机辅助数控程序编制 124
6.1 计算机辅助数控编程概述 124
6.2 CAD/CAM集成数控编程系统 125
6.3 数控加工刀具轨迹生成 127
6.3.1 概述 127
6.3.2 两坐标加工的刀轨生成方法 128
6.3.3 多坐标加工的刀轨生成方法 131
6.4 刀具轨迹编辑 135
6.5 数控加工仿真 137
6.5.1 数控加工仿真的概念 137
6.5.2 刀具轨迹仿真验证 138
6.5.3 机床仿真系统 139
6.6 后置处理 140
6.6.1 后置处理的概念 140
6.6.2 通用后置处理系统 141
6.7 数控程序的传输 143
6.7.1 串行通信 143
6.7.2 传输通信软件 144
6.8 CAD/CAM集成数控编程的应用 145
习题与思考题 149
第7章 计算机辅助工艺过程设计 151
7.1 概述 151
7.1.1 CAPP技术及其发展 151
7.1.2 CAPP系统的基本结构 152
7.2 CAPP系统零件信息的描述及输入 153
7.2.1 零件信息描述的内容及要求 153
7.2.2 零件信息的描述方法 154
7.3 变异式CAPP系统 155
7.3.1 成组技术的概念 155
7.3.2 变异式CAPP系统的原理 160
7.4 创成式CAPP系统 163
7.4.1 创成式CAPP系统原理 163
7.4.2 创成式CAPP系统的工艺决策 164
7.5 智能型CAPP系统 167
7.5.1 智能型CAPP专家系统概述 167
7.5.2 CAPP专家系统的主要技术 168
7.5.3 智能型CAPP系统的发展趋势 173
7.6 其他类型的CAPP系统 173
习题与思考题 175
第8章 计算机辅助工程分析 176
8.1 有限元分析 176
8.2 有限元分析的原理与方法 177
8.2.1 弹性力学的基础知识 177
8.2.2 有限元法的基本解法与步骤 179
8.2.3 有限元分析的前置处理和后置处理 182
8.3 有限元分析的应用 184
8.3.1 有限元分析的应用领域 184
8.3.2 有限元分析软件简介 185
8.3.3 UG有限元分析功能 186
8.3.4 有限元分析实例 188
8.4 机构运动分析 190
8.4.1 机构运动分析概述 190
8.4.2 UG机构运动分析 191
8.5 虚拟样机技术简介 196
8.5.1 概述 196
8.5.2 虚拟样机分析软件 198
习题与思考题 200
第9章 机械CAD/CAM集成技术 201
9.1 概述 201
9.1.1 CAD/CAM集成的概念 201
9.1.2 CAD/CAM集成系统 201
9.1.3 CAD/CAM集成的方法 203
9.1.4 CAD/CAM集成的关键技术 204
9.2 产品数据交换技术 205
9.2.1 产品数据交换技术的发展 205
9.2.2 IGES标准 206
9.2.3 STEP标准 209
9.3 产品数据建模 214
9.3.1 产品定义数据模型 214
9.3.2 基于特征的集成化产品数据模型 214
9.4 基于产品数据管理的CAD/CAM系统集成 216
9.4.1 产品数据管理的概念 216
9.4.2 产品数据管理系统的主要功能 217
9.4.3 基于PDM的CAD/CAM集成 221
习题与思考题 222
第10章 机械CAD/CAM技术的发展 224
10.1 计算机集成制造系统 224
10.1.1 CIMS的概念 224
10.1.2 CIMS的基本构成和体系结构 225
10.1.3 CIMS的关键技术 228
10.2 并行工程 229
10.2.1 并行工程的概念 229
10.2.2 并行工程的特点 230
10.2.3 并行工程的关键技术 231
10.3 敏捷制造 232
10.3.1 敏捷制造的概念 232
10.3.2 动态联盟 233
10.3.3 动态联盟的远程协同设计系统 234
10.4 虚拟制造 237
10.4.1 虚拟制造的概念 237
10.4.2 虚拟制造的关键技术 239
习题与思考题 240
参考文献 242