機械CAD/CAM技術(shù)

前言

本書是安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家示范院校重點建設(shè)專業(yè)——數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程改革成果之一，由該學(xué)院教師和企業(yè)工程技術(shù)人員共同編寫。機械CAD／CAM技術(shù)是一門多學(xué)科綜合應(yīng)用的技術(shù)，發(fā)展十分迅速。世界各國都把發(fā)展CAD／CAM技術(shù)作為制造的戰(zhàn)略目標(biāo)，目前在我國各個企業(yè)中，CAD／CAM技術(shù)應(yīng)用越來越普及，因此，迫切需要CAD／CAM技術(shù)方面的應(yīng)用人才。CAD／CAM技術(shù)已是從事產(chǎn)品開發(fā)的操作人員和技術(shù)人員必備的技能之一。提高新產(chǎn)品的開發(fā)能力及制造能力是提高制造業(yè)企業(yè)競爭力的關(guān)鍵，而CAD／CAM技術(shù)是提高產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本的強有力手段，也是未來工程技術(shù)人員必須掌握的基本工具。本書是一本實用技術(shù)教材，突出介紹CAD／CAM的概念、應(yīng)用方法，并結(jié)合具體CAD／CAM軟件進(jìn)行實踐練習(xí)。目前流行的CAD／CAM軟件眾多，雖然不同的軟件有各自的特點，但其主要功能、基本方法卻是相同的。高職高專的機械CAD／CAM課程屬于實踐類課程，通過課內(nèi)學(xué)習(xí)和實訓(xùn)環(huán)節(jié)，應(yīng)使學(xué)生能使用高中檔的CAD／CAM軟件完成較復(fù)雜的零件三維模型的創(chuàng)建、虛擬裝配及干涉檢查、二維裝配圖及零件圖的出圖、數(shù)控加工的自動編程、刀位文件的編輯和CAM后置處理，并通過數(shù)控機床直接加工出自己所設(shè)計的零件。學(xué)生通過這樣的學(xué)習(xí)和實訓(xùn)，所學(xué)到的不僅僅是機械CAD／CAM的概念，還有實際的機械CAD／CAM軟件的操作技能及高中檔CAD／CAM軟件的操作技能。在編寫過程中，本著由淺入深、循序漸進(jìn)及通俗易懂的指導(dǎo)思想與原則，從CAD／CAM系統(tǒng)的基礎(chǔ)介紹開始，對機械CAD技術(shù)、計算機輔助工程分析（CAE）技術(shù)、計算機輔助工藝過程設(shè)計（C.APP）技術(shù)及機械CAM技術(shù)的理論進(jìn)行闡述，同時對機械CAD／CAM技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用采用實例進(jìn)行說明，從而對機械CAD／CAM技術(shù)的了解和應(yīng)用作了全面的分析。力爭通過本書的學(xué)習(xí)使廣大讀者對CAD／CAM技術(shù)的基本用途與功能有較全面的了解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)CAD／CAM技術(shù)打下基礎(chǔ)。本書由安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院王賢虎、賈蕓任主編，潘祖聰、張寧任副主編，由汪永華、余承輝組織編寫并審閱、修改、完善。參加編寫的還有郭微、趙華新、湯萍、童子林、徐耀、儲蓉等。在本書的編寫過程中還得到學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)和幫助，在此一并表示感謝。

內(nèi)容概要

　　《機械CAD/CAM技術(shù)》是安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家示范院校重點建設(shè)專業(yè)——數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程改革成果之一。內(nèi)容包括 CAD/CAM技術(shù)概述、CAD/CAM技術(shù)系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計技術(shù)（CAD） 、CAD技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用、計算機輔助工程分析技術(shù)（CAE） 、計算機輔助工藝設(shè)計（CAPP）、計算機輔助制造技術(shù)（CAM） 、典型零件CAD/CAM應(yīng)用實例、CAD/CAM集成技術(shù)及發(fā)展等。　　《機械CAD/CAM技術(shù)》為高職高專、電大、職大、成人教育等院校機械類、機電類專業(yè)的通用教材，也可作為工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言項目1 CAD／CAM技術(shù)概述任務(wù)1.1 CAD／CAM基本概念1.1.1 CAD技術(shù)1.1.2 CAE技術(shù)1.1.3 CAPP技術(shù)1.1.4 CAM技術(shù)1.1.5 CAD／CAM集成技術(shù)1.1.6 CAD／CAM系統(tǒng)的功能界定任務(wù)1.2 CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展及在我國的應(yīng)用1.2.1 CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展歷程1.2.2 CAD／CAM技術(shù)在我國的發(fā)展1.2.3 CAD／CAM技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)1.3 CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究熱點1.3.1 CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢1.3.2 CAD技術(shù)研究開發(fā)熱點思考題項目2 CAD／CAM技術(shù)系統(tǒng)任務(wù)2.1 CAD／CAM系統(tǒng)概述2.1.1 CAD／CAM系統(tǒng)的基本組成2.1.2 CAD／CAM系統(tǒng)的基本功能2.1.3 CAD／CAM系統(tǒng)的類型2.1.4 CAD／CAM系統(tǒng)集成技術(shù)概述任務(wù)2.2 CAD／CAM系統(tǒng)的硬件和軟件2.2.1 CAD／CAM系統(tǒng)的硬件2.2.2 CAD／CAM系統(tǒng)的軟件2.2.3 CAD／CAM系統(tǒng)選型的原則任務(wù)2.3 工程數(shù)據(jù)庫介紹2.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2.3.2 工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2.3.3 工程數(shù)據(jù)庫的建立與調(diào)用任務(wù)2.4 機械CAD／CAM的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境2.4.1 概述2.4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.4.3 客戶機川艮務(wù)器工作模式思考題項目3 計算機輔助設(shè)計技術(shù)(CAD)任務(wù)3.1 圖形處理技術(shù)3.1.1 二維圖形變換3.1.2 三維圖形變換任務(wù)3.2 幾何建模技術(shù)3.2.1 基本概念3.2.2 線框建模3.2.3 曲面建模3.2.4 實體建模3.2.5 特征建模任務(wù)3.3 裝配建模技術(shù)3.3.1 裝配建模技術(shù)中的基本概念3.3.2 裝配建模的一般方法和技巧思考題項目4 CAD技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用任務(wù)4.1 Pro／E中的零件設(shè)計4.1.1 Pro／ENGINEER4.1.2 基礎(chǔ)特征4.1.3 工程特征任務(wù)4.2 Pro旭中的裝配設(shè)計任務(wù)4.3 SolidWorks中的零件設(shè)計4.3.1 SolidWorks簡介4.3.2 實例說明4.3.3 作圖步驟任務(wù)4.4 SolidWorks中的裝配設(shè)計4.4.1 實例說明4.4.2 作圖步驟思考題項目5 計算機輔助工程分析技術(shù)(CAE)任務(wù)5.1 動態(tài)設(shè)計技術(shù)和有限元分析5.1.1 概述5.1.2 動態(tài)設(shè)計的一般過程5.1.3 動態(tài)設(shè)計中的有限元建模5.1.4 建立有限元模型的策略與考慮的一般問題任務(wù)5.2 優(yōu)化設(shè)計方法(OptimalDesign)5.2.1 概述5.2.2 優(yōu)化設(shè)計的分類5.2.3 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型5.2.4 優(yōu)化算法的基本思想和常用優(yōu)化方法任務(wù)5.3 可靠性設(shè)計(ReliabilityDesign)5.3.1 可靠性和可靠性工程5.3.2 可靠性設(shè)計的理論基礎(chǔ)——概率統(tǒng)計學(xué)5.3.3 與可靠性設(shè)計有關(guān)的幾個基本概念5.3.4 可靠性指標(biāo)任務(wù)5.4 計算機仿真技術(shù)5.4.1 物理仿真與數(shù)學(xué)仿真5.4.2 模擬計算機仿真與數(shù)字計算機仿真5.4.3 數(shù)字仿真程序思考題項目6 計算機輔助工藝設(shè)計(CAPP)任務(wù)6.1 概述6.1.1 CAPP的基本概念6.1.2 CAPP的結(jié)構(gòu)組成6.1.3 CAPP的基本技術(shù)任務(wù)6.2 變異式CAPP系統(tǒng)6.2.1 成組技術(shù)6.2.2 系統(tǒng)的開發(fā)和工作過程任務(wù)6.3 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)6.3.1 工藝決策6.3.2 系統(tǒng)的開發(fā)和工作過程任務(wù)6.4 交互式CAPP系統(tǒng)任務(wù)6.5 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)6.5.1 系統(tǒng)構(gòu)成6.5.2 工藝設(shè)計過程6.5.3 工藝過程設(shè)計6.5.4 工藝設(shè)計結(jié)果的編輯和輸出任務(wù)6.6 智能化CAPP6.6.1 工作過程6.6.2 CAPP專家系統(tǒng)開發(fā)工具任務(wù)6.7 計算機輔助夾具設(shè)計6.7.1 標(biāo)準(zhǔn)件庫6.7.2 開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫方法6.7.3 裝配圖設(shè)計環(huán)境6.7.4 夾具計算機輔助設(shè)計工作流程思考題項目7 計算機輔助制造技術(shù)(CAM)任務(wù)7.1 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)7.1.1 數(shù)控加工工藝概述7.1.2 數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計任務(wù)7.2 數(shù)控加工編程技術(shù)概述7.2.1 數(shù)控加工基本原理7.2.2 數(shù)控編程7.2.3 數(shù)控程序的檢驗與仿真7.2.4 典型CAD／CAM軟件介紹任務(wù)7.3 數(shù)控加工編程方法7.3.1 二維數(shù)控編程的基本原理7.3.2 三維數(shù)控編程的基本原理7.3.3 曲面加工中的零件表面質(zhì)量控制7.3.4 刀具干涉檢驗思考題項目8 典型零件CAD／CAM應(yīng)用實例任務(wù)8.1 UG的應(yīng)用8.1.1 UG簡介8.1.2 UG軟件典型應(yīng)用實例任務(wù)8.2 Mastercam的應(yīng)用8.2.Mastercam系統(tǒng)特性概述8.2.2 系統(tǒng)界面8.2.3 系統(tǒng)流程圖8.2.4 Mastercam軟件典型應(yīng)用實例思考題項目9 CAD／CAM集成技術(shù)及發(fā)展任務(wù)9.1 21世紀(jì)制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢任務(wù)9.2 CIMS技術(shù)9.2.1 CIMS的構(gòu)成9.2.2 CIMS的實施9.2.3 CIMS的經(jīng)濟(jì)效益9.2.4 CIMS成功應(yīng)用的案例任務(wù)9.3 工業(yè)機器人9.3.1 工業(yè)機器人的基本概念9.3.2 機器人的基本結(jié)構(gòu)與工作原理9.3.3 工業(yè)機器人的應(yīng)用及發(fā)展趨勢任務(wù)9.4 并行工程9.4.1 概述9.4.2 并行工程的定義和特點9.4.3 并行工程在技術(shù)支承上的要求9.4.4 并行工程的效益9.4.5 并行工程實施實例任務(wù)9.5 逆向工程9.5.1 逆向工程的原理和應(yīng)用9.5.2 逆向工程的數(shù)據(jù)采集與后處理9.5.3 逆向工程在模具設(shè)計制造中的應(yīng)用任務(wù)9.6 虛擬制造9.6.1 概述9.6.2 虛擬制造的定義9.6.3 虛擬制造的內(nèi)涵9.6.4 CIMS的虛擬制造體系結(jié)構(gòu)及環(huán)境9.6.5 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在生產(chǎn)制造上的應(yīng)用9.6.6 采用虛擬制造技術(shù)可以給企業(yè)帶來的效益思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：CAD／CAM技術(shù)是制造工程技術(shù)與計算機技術(shù)緊密結(jié)合、相互滲透而發(fā)展起來的一項綜合性應(yīng)用技術(shù)，具有知識密集、學(xué)科交叉、綜合性強、應(yīng)用范圍廣等特點。CAD／CAM技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，它的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計、制造內(nèi)容和工作方式等都發(fā)生了根本性的變化。CAID／CAM技術(shù)已成為衡量一個國家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。1.1.1 CAD技術(shù)由于在不同時期、不同行業(yè)中，計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）技術(shù)所實現(xiàn)的功能不同，工程技術(shù)人員對CAD技術(shù)的認(rèn)識也有所不同，因此很難給CAD技術(shù)下一個統(tǒng)一的、公認(rèn)的定義。早在1972年10月，國際信息處理聯(lián)合會（IFIP）在荷蘭召開的“關(guān)于CAD原理的工作會議”上給出如下定義：CAD是一種技術(shù)，其中人與計算機結(jié)合為一個問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能。到20世紀(jì)80年代初，第二屆國際CAD會議上認(rèn)為CAD是一個系統(tǒng)的概念，包括計算、圖形、信息自動交換、分析和文件處理等方面的內(nèi)容。1984年召開的國際設(shè)計及綜合討論會上，認(rèn)為CAD不僅是設(shè)計手段，而且是一種新的設(shè)計方法和思維。顯然，CAD技術(shù)的內(nèi)涵將會隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而不斷擴(kuò)展。就目前情況而言，CAD是指工程技術(shù)人員以計算機為工具，運用自身的知識和經(jīng)驗，對產(chǎn)品或工程進(jìn)行方案構(gòu)思、總體設(shè)計、工程分析、圖形編輯和技術(shù)文檔整理等設(shè)計活動的總稱，是一門多學(xué)科綜合應(yīng)用的新技術(shù)。CAD是一種新的設(shè)計方法，它采用計算機系統(tǒng)輔助設(shè)計人員完成設(shè)計的全過程，將計算機的海量數(shù)據(jù)存儲和高速數(shù)據(jù)處理能力與人的創(chuàng)造性思維和綜合分析能力有機結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自所長，使設(shè)計人員擺脫繁重的計算和繪圖工作，從而達(dá)到最佳設(shè)計效果。CAD對加速工程和產(chǎn)品的開發(fā)、縮短設(shè)計制造周期、提高質(zhì)量、降低成本、增強企業(yè)創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。

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