機(jī)械CAD/CAM技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　“中心藏之，何日忘之”，在新中國成立60周年之際，時(shí)隔“21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)系列教材”出版9年之后，再次為此系列教材寫序時(shí)，《詩經(jīng)》中的這兩句詩又一次涌上心頭，衷心感謝作者們的辛勤寫作，感謝多年來讀者對(duì)這套系列教材的支持與信任，感謝為這套系列教材出版與完善作過努力的所有朋友們?！　∽匪际兰o(jì)交替之際，華中科技大學(xué)出版社在眾多院士和專家的支持與指導(dǎo)下，根據(jù)1998年教育部頒布的新的普通高等學(xué)校專業(yè)目錄，緊密結(jié)合“機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案體系改革的研究與實(shí)踐”和“工程制圖與機(jī)械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革研究與實(shí)踐”兩個(gè)重大教學(xué)改革成果，約請(qǐng)全國20多所院校數(shù)十位長期從事教學(xué)和教學(xué)改革工作的教師，經(jīng)多年辛勤勞動(dòng)編寫了“21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)系列教材”。這套系列教材共出版了20多本，涵蓋了“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)的所有主要專業(yè)基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)方向選修課程，是一套改革力度比較大的教材，集中反映了華中科技大學(xué)和國內(nèi)眾多兄弟院校在改革機(jī)械工程類人才培養(yǎng)模式和課程內(nèi)容體系方面所取得的成果?！　∵@套系列教材出版發(fā)行9年來，已被全國數(shù)百所院校采用，受到了教師和學(xué)生的廣泛歡迎。目前，已有13本列入普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，多本獲國家級(jí)、省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。其中的一些教材（如《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》《機(jī)電傳動(dòng)控制》《杌械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等）已成為同類教材的佼佼者。更難得的是，“21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)系列教材”也已成為一個(gè)著名的叢書品牌。

內(nèi)容概要

CAD/CAM是一項(xiàng)使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造模式發(fā)生了深刻變化的高新技術(shù)，是實(shí)施制造業(yè)信息化工程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。本書結(jié)合當(dāng)前CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際需要，分析論述了CAD/CAM技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、三維實(shí)體建模技術(shù)、CAE分析技術(shù)、數(shù)字化仿真分析技術(shù)、CAD/CAM專業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)、CAPP技術(shù)、CAM技術(shù)、CAD/CAM集成技術(shù)等方面的基礎(chǔ)理論、技術(shù)和軟件應(yīng)用方法。本書內(nèi)容新穎，體系合理，注重技術(shù)原理、應(yīng)用方法和常用CAD/CAM軟件系統(tǒng)(Pro/E、ANSYS、ADAMS和MasterCAM)的結(jié)合，突出了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。本書可滿足機(jī)械工程專業(yè)本科教學(xué)的不同需要，亦可作為從事CAD/CAM系統(tǒng)研究、開發(fā)與應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章  CAD/CAM技術(shù)概論  1.1  制造業(yè)信息化中的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)  1.2  CAD/CAM技術(shù)內(nèi)涵  1.3  CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程與主要任務(wù)  1.4  CAD/CAM系統(tǒng)的硬件與軟件  1.5  CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與趨勢(shì)  習(xí)題第2章  計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)及其應(yīng)用  2.1  計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概述  2.2  圖形的概念  2.3  圖形系統(tǒng)與圖形標(biāo)準(zhǔn)  2.4  曲線描述基本原理  2.5  曲線設(shè)計(jì)  2.6  圖形變換  2.7  Pro/E二維繪圖  習(xí)題第3章  CAD/CAM建模技術(shù)及其應(yīng)用  3.1  模型的基本概念  3.2  三維幾何建模的理論基礎(chǔ)  3.3  幾何實(shí)體建模方法  3.4  參數(shù)化產(chǎn)品幾何建模技術(shù)  3.5  特征建模技術(shù)  3.6  基于Pro/E的參數(shù)化特征建模技術(shù)  習(xí)題第4章  計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)  4.1  CAE技術(shù)概述  4.2  有限元分析方法  4.3  有限元分析的前、后置處理  4.4  ANSYS軟件  習(xí)題第5章  數(shù)字化仿真分析技術(shù)  5.1  數(shù)字化仿真技術(shù)  5.2  虛擬樣機(jī)技術(shù)  5.3  ADAMS簡介  5.4  ADAMS的基礎(chǔ)知識(shí)及其運(yùn)用  5.5  約束的概念  5.6  施加力及仿真處理  5.7  四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真  習(xí)題第6章  CAD/CAM專業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)  6.1  應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)概述  6.2  工程數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)處理  6.3  專業(yè)CAD軟件開發(fā)方法  6.4  基于通用平臺(tái)的CAD專業(yè)軟件開發(fā)方法  6.5  基于SolidWorks的三維CAD軟件開發(fā)方法  6.6  CAD軟件開發(fā)流程與文檔資料要求  習(xí)題第7章  CAPP技術(shù)  7.1  CAPP概述  7.2  零件信息的描述與輸入  7.3  派生式CAPP系統(tǒng)  7.4  創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)  7.5  網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下的工藝設(shè)計(jì)方法  習(xí)題第8章  CAM技術(shù)及其應(yīng)用  8.1  CAM的體系結(jié)構(gòu)  8.2  數(shù)控加工及編程概述  8.3  數(shù)控語言及數(shù)控加工程序的編制  8.4  CAD系統(tǒng)與數(shù)控編程的連接  8.5  數(shù)控加工過程仿真  8.6  MasterCAM數(shù)控編程與實(shí)例分析  習(xí)趑第9章  CAD/CAM集成技術(shù)  9.1  CAD/CAM集成技術(shù)概述  9.2  CAD/CAM集成方式  9.3  CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)問題  9.4  CAD/CAM集成軟件系統(tǒng)  9.5  產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)與接口技術(shù)  9.6  基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的集成  9.7  CAD/CAM集成軟件系統(tǒng)的發(fā)展  9.8  CIM系統(tǒng)  習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　三維實(shí)體模型是關(guān)于物體幾何信息和拓?fù)湫畔⒌耐暾枋觥?shí)體建模的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是拓?fù)鋵W(xué)和集合論。一個(gè)有效實(shí)體（簡稱為實(shí)體）應(yīng)具有如下性質(zhì)?！　。?）剛性，即實(shí)體形狀與位置及方向無關(guān)?！　。?）有限性，即占有有限空間?！　。?）封閉性，即集合運(yùn)算與剛體運(yùn)動(dòng)不改變有效實(shí)體的性質(zhì)，其表面具有連通性、有界性、非自交性、可定向性和閉合性等性質(zhì)?！　。?）邊界確定性。　?。?）維數(shù)一致性，即沒有懸面和懸邊?！　?shí)體模型在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中得到了廣泛的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：首先，在設(shè)計(jì)中能隨時(shí)顯示零件形狀，并能利用剖切來檢查壁的厚薄情況如何、孔是否相交等，能進(jìn)行物體的物理特性（如計(jì)算體積、面積、質(zhì)心、慣性矩等）的計(jì)算（簡稱物性計(jì)算），能檢查裝配中的干涉，能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模擬，等等，這樣就使設(shè)計(jì)者能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并修改設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；其次，能產(chǎn)生二維工程圖，包括零件圖、裝配圖，還能進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)等；再次，制造中能利用生成的三維幾何模型進(jìn)行數(shù)控自動(dòng)編程及刀具軌跡的仿真，還能進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)等；最后，在機(jī)器人及柔性制造中已利用三維幾何模型進(jìn)行裝配規(guī)劃、機(jī)器人視覺識(shí)別、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)的分析等?！　∩鲜鋈N模型是可以轉(zhuǎn)化的。實(shí)體模型可以轉(zhuǎn)化為表面模型，表面模型可以轉(zhuǎn)化為線框模型，但轉(zhuǎn)化是不可逆轉(zhuǎn)的。也就是說，表面模型不能轉(zhuǎn)化為實(shí)體模型，因?yàn)樗男畔⒈葘?shí)體模型少；線框模型也不可以轉(zhuǎn)化為表面模型?！　?.2三維幾何建模的理論基礎(chǔ)　　3.2.1形體的定義　　幾何模型可用來描述產(chǎn)品對(duì)象兩方面的信息：幾何尺寸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。前者是指具有幾何意義的點(diǎn)、線、面等，具有確定的位置坐標(biāo)和長度，面積等度量值；后者反映了形體的空間結(jié)構(gòu)，包括點(diǎn)、邊、環(huán)、面、實(shí)體等形成的層次結(jié)構(gòu)。任一實(shí)體均由空問封閉面組成，面由一個(gè)或多個(gè)封閉環(huán)確定，而環(huán)又由一組相鄰的邊組成，邊由兩點(diǎn)確定。點(diǎn)是最基本的拓?fù)湫畔?。幾何模型的所有拓?fù)湫畔?gòu)成其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），它反映了產(chǎn)品對(duì)象幾何信息之間的連接關(guān)系。圖3.2描述了構(gòu)成三維幾何形體的幾何元素及其層次結(jié)構(gòu)。下面討論圖3.2中幾何元素的定義和性質(zhì)。

圖書封面

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