第1章 引论 1
1.1第一次工业革命 1
1.2第二次工业革命 3
1.3信息革命 14
思考题及习题 31
第2章 数字化设计与制造概述 32
2.1制造与制造业 32
2.1.1制造与制造业的基本概念 32
2.1.2制造系统的组成及其分类 34
2.2现代制造业面临的挑战及其发展趋势 35
2.3数字化设计与制造的内涵及学科体系 39
2.4数字化设计与制造技术的特点 43
2.5数字化设计与制造技术的发展 45
2.5.1数字化设计与制造技术的发展史 45
2.5.2数字化设计与制造技术的发展趋势 53
2.6数字化设计与制造技术的应用案例 54
思考题及习题 61
第3章 数字化设计与制造系统的组成 62
3.1数字化设计与制造系统的功能分析 62
3.2数字化设计与制造系统的软硬件组成 65
3.2.1数字化设计与制造系统的硬件组成 65
3.2.2数字化设计与制造系统的软件组成 71
3.3数字化设计与制造系统的建立 74
3.3.1软件系统的开发流程 74
3.3.2软硬件系统的选型 76
思考题及习题 78
第4章 产品数据在计算机中的表示与处理 79
4.1工程数据的类型及其数字化处理方法 79
4.1.1工程数据的类型 79
4.1.2工程数据的数字化处理方法 80
4.2数表的程序化处理 81
4.2.1简单数表的程序化处理 81
4.2.2列表函数数表的插值处理 82
4.3线图的程序化处理 83
4.3.1线图的表格化处理 84
4.3.2线图的公式化处理 84
4.4数据文件 85
4.4.1数据文件的生成与检索 85
4.4.2工程数据的文件化处理 86
4.5数据结构与数据库技术 86
4.5.1数据结构 86
4.5.2数据库技术 90
4.6曲线和曲面的表示 92
4.6.1曲线和曲面的基本概念 92
4.6.2曲线和曲面的参数化方程 93
4.6.3参数曲线的代数形式和几何形式 94
4.6.4参数化曲线 97
4.6.5参数化曲面 100
4.7产品数据交换标准 103
4.7.1产品数据交换标准概述 103
4.7.2常用的产品数据交换标准 104
思考题及习题 108
第5章 产品数字化造型技术 110
5.1数字化造型技术概述 110
5.2几何形体在计算机内部的表示 113
5.2.1几何信息和拓扑信息 113
5.2.2形体的定义及表示形式 114
5.3计算机图形学的基本概念 116
5.3.1计算机图形学概述 116
5.3.2坐标系统 117
5.3.3窗口与视口 118
5.3.4图形变换 120
5.3.5图形裁剪 123
5.4线框、曲面和实体造型技术 124
5.4.1线框造型 124
5.4.2曲面造型 126
5.4.3实体造型 128
5.5特征造型和参数化造型技术 131
5.5.1特征造型 131
5.5.2参数化造型 132
5.5.3参数化特征造型 134
5.6数字化装配技术 137
5.6.1数字化装配的基本概念 137
5.6.2数字化装配的功能及操作 138
5.7几何形体的渲染技术 142
5.7.1消隐 142
5.7.2光照 143
5.7.3纹理 144
5.7.4颜色 145
5.8主流数字化造型软件介绍 146
思考题及习题 149
第6章 数字化仿真技术 152
6.1数字化仿真技术概述 152
6.1.1数字化仿真技术及其分类 152
6.1.2数字化仿真的基本步骤 157
6.2数字化仿真技术中的有限元法（FEM） 158
6.2.1有限元法的基本概念 158
6.2.2有限元法的求解步骤 159
6.2.3主流有限元分析软件介绍 162
6.2.4有限元法的应用案例 166
6.3虚拟样机技术 171
6.3.1虚拟样机技术概述 171
6.3.2主流虚拟样机解决方案 174
6.3.3虚拟样机软件ADAMS介绍 179
思考题及习题 184
第7章 数字化制造技术 185
7.1数字化制造技术概述 185
7.2计算机辅助工艺规划（CAPP）技术 186
7.2.1 CAPP的基本概念 186
7.2.2 CAPP的功能与模块组成 187
7.2.3 CAPP的类型 188
7.3成组技术（GT） 190
7.3.1成组技术的基本概念 190
7.3.2零件的分类编码体系 191
7.3.3成组技术的应用案例 193
7.4数控（NC）加工技术概述 201
7.4.1数控加工的基本概念 201
7.4.2数控机床的组成及其分类 202
7.5数控（NC）编程技术 206
7.5.1数控机床的坐标系统 206
7.5.2数控编程的基本功能指令 211
7.5.3数控编程的高级编程功能 222
7.5.4数控编程的基本步骤 227
7.5.5数控编程的后置处理 230
7.5.6直接数字控制（DNC）技术 231
7.6数控高速切削加工（HSM）技术 235
思考题及习题 239
第8章 逆向工程与快速原型制造技术 240
8.1逆向工程技术概述 240
8.2逆向工程的研究内容及基本步骤 240
8.3实物逆向工程及其关键技术 243
8.3.1逆向对象的坐标数据采集 244
8.3.2实物逆向的数据处理及模型重构 247
8.4逆向工程技术应用实例 251
8.5逆向工程软件介绍 254
8.6快速原型制造技术 257
8.6.1快速原型制造技术概述 257
8.6.2典型的快速原型制造工艺及设备 262
8.6.3快速原型制造技术的发展趋势 269
8.6.4基于逆向工程的快速原型制造 272
思考题及习题 273
第9章 产品数字化开发的集成技术 274
9.1概述 274
9.2柔性制造系统 274
9.2.1柔性制造系统产生的背景 274
9.2.2柔性制造系统的组成与分类 275
9.3计算机集成制造系统 281
9.3.1计算机集成制造产生的背景及其定义 281
9.3.2计算机集成制造系统的分类 284
9.3.3计算机集成制造系统的开发模式与实施 285
9.4协同设计技术 286
9.4.1协同设计技术的发展及定义 286
9.4.2协同设计的关键技术 288
9.4.3协同设计的体系结构 290
9.4 4协同设计工具 293
9.5网络化制造技术 295
9.5.1网络化制造的定义及发展现状 295
9.5.2网络化制造系统的体系结构 297
9.5.3网络化制造的基础技术 302
9.6并行工程 302
9.6.1并行工程的产生和定义 302
9.6.2并行工程的特点 304
9.6.3并行工程的关键技术 306
9.6.4并行工程的实施模式 310
9.7产品数据管理技术 311
9.7.1产品数据管理产生的背景和定义 311
9.7.2产品数据管理系统的功能分析 312
9.7.3产品数据管理系统的技术规范 315
9.8产品全生命周期管理技术 317
9.8.1产品全生命周期管理的定义 317
9.8.2产品全生命周期管理的功能分析 319
9.8.3主流产品全生命周期管理软件介绍 320
9.9数字化企业 325
思考题及习题 332
参考文献 334