第一篇 模具CAD技术基础第1章 模具CAD概述 2
1.1 模具CAD的基本概念 2
1.2 模具CAD技术的发展历程 3
1.2.1 级进模CAD技术 3
1.2.2 汽车覆盖件模CAD技术 5
1.2.3 塑料注射模CAD技术 6
1.2.4 铸造模CAD技术 7
1.2.5 锻造模CAD技术 8
1.3 模具CAD系统的特点与关键技术 9
1.3.1 模具CAD系统的特点 9
1.3.2 模具CAD系统的关键技术 10
1.4 模具CAD系统的组成结构 12
1.4.1 模具CAD系统的硬件组成 12
1.4.2 模具CAD系统的软件组成 13
1.4.3 模具CAD系统的功能组成 14
1.5 模具CAD技术的发展趋势 16
1.5.1 智能设计技术 16
1.5.2 基于仿真的设计 17
1.5.3 优化设计 19
1.5.4 并行设计 20
思考题 20
第2章 产品零件造型 22
2.1 基本概念 22
2.2 形体的表示模式 24
2.2.1 边界表示法（B-Rep法） 24
2.2.2 构造体素法（CSG法） 26
2.2.3 CSG和B-Rep混合表示 26
2.3 参数曲线与曲面建模 27
2.3.1 自由曲线和曲面的参数表示 27
2.3.2 曲线定义 28
2.3.3 曲面定义 30
2.3.4 曲线曲面生成 32
2.4 参数化设计技术 34
2.4.1 参数化模型 35
2.4.2 参数驱动法 36
2.4.3 变量几何法 38
2.5 特征造型技术 40
2.5.1 特征的定义 40
2.5.2 特征的分类 41
2.5.3 特征造型系统实现模式 41
2.5.4 基于特征的参数化造型系统 42
2.5.5 基于特征的建模方法 43
2.6 同步建模技术 45
2.6.1 简介 45
2.6.2 技术产生的背景 45
2.6.3 技术特点 47
2.7 应用实例：基于NX的覆盖件模具设计 51
2.7.1 设计前准备 51
2.7.2 冲压工艺设计 52
2.7.3 拉延模设计 55
思考题 59
第3章 装配造型 60
3.1 装配造型模式 60
3.2 装配模型的表示 60
3.3 装配约束 62
3.3.1 零件自由度分析 62
3.3.2 装配约束类型 62
3.3.3 装配约束／实体对应矩阵 64
3.3.4 装配约束规划 65
3.4 自底向上的装配建模 66
3.5 自顶向下的装配设计方法 68
3.5.1 基本概念 68
3.5.2 设计步骤 68
3.6 装配模型的简化表达 70
3.6.1 完全表达 70
3.6.2 引用集 70
3.6.3 包封 72
3.6.4 模型的选择 72
3.7 装配工程图 72
3.7.1 装配工程图的建立 73
3.7.2 装配爆炸视图 73
3.7.3 装配明细表 74
思考题 75
第4章 产品数据交换技术 76
4.1 产品数据交换接口 76
4.2 IGES标准 77
4.3 STEP标准 78
4.3.1 STEP标准的特点 79
4.3.2 STEP标准的组成 80
4.3.3 STEP标准的应用 83
4.4 产品模型轻量化技术 84
4.4.1 产品模型轻量化数据格式 84
4.4.2 JT数据格式 85
思考题 87
第5章 常用CAD系统简介 88
5.1 UG NX软件简介 88
5.1.1 UG NX软件的特点 88
5.1.2 NX CAD模块介绍 88
5.2 CATIA软件介绍 90
5.2.1 CATIA软件的特点 91
5.2.2 CATIA CAD模块介绍 92
5.3 Pro/E软件介绍 94
5.3.1 Pro/E软件的特点 94
5.3.2 Pro/E CAD模块介绍 95
5.4 SolidWorks软件介绍 96
5.5 Cimatron软件介绍 98
思考题 99
第二篇 模具CAD系统的开发第6章 模具CAD系统的开发流程 102
6.1 模具CAD系统的支撑平台 102
6.1.1 UG NX平台的二次开发 103
6.1.2 Pro/E平台的二次开发 103
6.1.3 SolidWorks平台的二次开发 103
6.1.4 CATIA平台的二次开发 103
6.2 模具CAD系统的一般开发流程 104
6.3 面向功能的模具CAD系统开发 107
6.3.1 面向功能的模具开发过程 107
6.3.2 模具功能的划分 108
6.3.3 功能到结构的映射 109
6.3.4 功能结构单元库的生成与管理 109
6.4 实例——级进模CAD系统开发方法简介 111
6.4.1 系统功能建模 111
6.4.2 系统总体设计 112
6.4.3 系统详细设计 114
思考题 116
第7章 数据处理技术 117
7.1 数表和线图的程序化处理 117
7.1.1 数表的程序化 117
7.1.2 数表的公式化 118
7.1.3 线图的程序化 121
7.2 文件系统的应用 121
7.2.1 数据文件的建立 122
7.2.2 模具CAD系统模块间的数据传递 122
7.3 数据库技术及其应用 123
7.3.1 数据库系统的特点 123
7.3.2 数据库管理系统 124
7.3.3 实例——模具CAD系统中BOM表的生成 124
7.4 标准件及典型结构库 126
7.4.1 标准件的特征模型 126
7.4.2 标准件的属性描述 128
7.4.3 标准件库的管理 129
7.4.4 标准件库管理功能组成及界面 129
思考题 131
第8章 模具设计过程中的通用技术 132
8.1 参数／几何关联技术 132
8.1.1 参数关联技术 132
8.1.2 几何关联技术 134
8.2 用户自定义特征 135
8.2.1 用户自定义特征概述 135
8.2.2 基于NX的用户自定义特征 136
8.2.3 基于Pro/E的用户自定义特征 138
8.2.4 基于SolidWorks的用户自定义特征 139
8.3 基于UDO的关联式孔表创建技术 140
8.3.1 问题的提出 140
8.3.2 对象关联的基本原理 141
8.3.3 关联式孔表的实现 142
8.4 BOM表的自动生成技术 144
8.4.1 问题的提出 144
8.4.2 功能定义及设计 145
8.4.3 BOM表的功能实现及相关技术 145
8.5 知识重用技术及其在模具标准件库的应用 148
8.5.1 知识重用的概念 148
8.5.2 基于知识重用的标准件技术 149
思考题 152
第9章 级进模CAD系统的开发 153
9.1 概述 153
9.1.1 级进模的发展趋势 153
9.1.2 级进模CAD系统的开发状况及发展趋势 154
9.2 级进模CAD系统的组成与实现 155
9.2.1 级进模CAD系统的功能 155
9.2.2 级进模CAD系统的组成结构 156
9.2.3 级进模CAD系统的实现技术 156
9.3 级进模CAD发中的关键技术 159
9.3.1 级进模设计中的变更及关联技术 159
9.3.2 钣金特征识别 164
9.3.3 零件展开及中间工序的生成 166
9.3.4 级进模结构协同设计技术 169
9.3.5 级进模干涉检查 173
思考题 177
第10章 汽车覆盖件模具CAD系统的开发 178
10.1 覆盖件冲压工艺设计内容 178
10.1.1 冲压工艺设计内容及DL图的绘制 178
10.1.2 覆盖件冲压工艺设计流程 179
10.1.3 拉延工艺设计 180
10.2 覆盖件模具结构设计内容 181
10.2.1 覆盖件模具的分类 181
10.2.2 拉延模设计 182
10.2.3 修边模设计 183
10.3 覆盖件模具CAD/CAM系统结构 183
10.4 冲压工艺计算机辅助设计（CAPP） 184
10.4.1 冲压CAPP系统的总体结构 184
10.4.2 基于KBE的汽车覆盖件冲压工艺方案设计 186
10.4.3 基于截面控制线的模具型面设计 188
10.5 覆盖件模具结构设计 191
10.5.1 基于功能组件的覆盖件模具结构设计 191
10.5.2 基于功能组件的拉延模结构设计 193
思考题 199
第11章 塑料注射模具CAD系统的开发 200
11.1 注射模具的基本结构 200
11.1.1 注射模具的典型结构 200
11.1.2 注射模具的分类 201
11.2 注射模具设计制造的特点及发展阶段 203
11.3 注射模具CAD的主要内容及设计流程 204
11.4 注射模具成型零部件的设计 205
11.5 标准模架的建库与选用 208
11.5.1 标准模架库的建立 208
11.5.2 标准模架库的管理与调用 209
11.6 典型结构与零件设计 209
11.7 模具工作过程运动仿真 213
11.7.1 注射模具运动的特点 213
11.7.2 模具运动模拟的方法 215
11.7.3 干涉检验的原理 215
11.8 结构零件强度与刚度校核 216
11.8.1 校核准则 216
11.8.2 计算方法 217
思考题 218
第三篇 模具CAD技术的应用第12章 NX PDW的应用 220
12.1 零件分析与准备 221
12.1.1 直接展开 221
12.1.2 直弯的展开 222
12.1.3 自由形状的展开 222
12.2 项目初始化 224
12.3 级进冲压工艺设计 225
12.3.1 创建毛坯 225
12.3.2 毛坯排样 225
12.3.3 冲裁废料设计 227
12.3.4 条料排样 229
12.4 模具结构设计 231
12.4.1 模架设计 231
12.4.2 冲裁子模设计 232
12.4.3 弯曲镶件设计 234
12.4.4 成形镶件设计 234
12.4.5 导正钉设计 236
12.4.6 抬料钉的设计 236
12.4.7 让位设计 237
12.4.8 安装孔生成 238
思考题 239
第13章 NX Moldwizard的应用 240
13.1 NX Moldwizard系统简介 240
13.2 Moldwizard应用实例 243
思考题 247
第14章 铸造CAD系统 248
14.1 铸造CAD概述 248
14.1.1 铸造工艺设计的基本过程 249
14.1.2 铸造工艺CAD的组成 250
14.2 基于UG的三维铸造工艺CAD 251
14.2.1 三维铸造工艺CAD的特点 251
14.2.2 三维铸钢CAD 252
14.2.3 三维压铸模CAD 258
思考题 269
参考文献 270