機(jī)械CAD/CAM

前言

20世紀(jì)，人類文明達(dá)到了前所未有的高度。由于相對(duì)論、量子論、基因論、信息論等科學(xué)技術(shù)成就的取得，現(xiàn)在人類在物質(zhì)領(lǐng)域已深入到基本粒子世界，在生命科學(xué)領(lǐng)域已深入到分子水平，在思維科學(xué)領(lǐng)域則主要是數(shù)學(xué)和腦科學(xué)的巨大進(jìn)步?？茖W(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使科學(xué)技術(shù)綜合化、整體化以及人文和科技相互滲透、相互融合的趨勢(shì)加速。近20年來，我們?cè)诮?jīng)濟(jì)戰(zhàn)線上堅(jiān)持市場(chǎng)取向的改革，實(shí)行以公有制為主體、多種所有制經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的基本經(jīng)濟(jì)制度，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，推動(dòng)兩個(gè)根本性轉(zhuǎn)變以及全方位、多層次、寬領(lǐng)域的對(duì)外開放，致使我國(guó)的經(jīng)濟(jì)體制也發(fā)生了巨大的變革。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的建立和不斷完善，社會(huì)對(duì)人才需求的多樣性、適應(yīng)性要求不斷增強(qiáng)。在人類即將跨入21世紀(jì)的時(shí)候，我國(guó)高等教育戰(zhàn)線在教育要“面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來’’的思想指引下，開展了起點(diǎn)高、立意新、系統(tǒng)性強(qiáng)、有組織、有計(jì)劃、有步驟的教學(xué)改革工程。伴隨著教學(xué)改革的不斷深入，素質(zhì)教育的觀念、大工程的觀念、終身教育以及回歸工程的觀念日益深入人心，人們對(duì)拓寬本科教育口徑、加強(qiáng)和擴(kuò)展本科教育共同基礎(chǔ)的要求日益強(qiáng)烈。1998年8月，教育部正式頒布了新的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄，專業(yè)總數(shù)由原來的500多種減少至249種。新專業(yè)目錄的頒布，突破了傳統(tǒng)的、狹隘的專業(yè)教育觀念，拓寬了人才培養(yǎng)工作的視野，為人才培養(yǎng)能較好地適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)進(jìn)步的需要?jiǎng)?chuàng)造了條件。許多學(xué)校也都以專業(yè)調(diào)整、改造和重組為契機(jī)，大為調(diào)整人才知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，拓寬基礎(chǔ)，整合課程，構(gòu)建新的專業(yè)平臺(tái)，柔性設(shè)置專業(yè)方向，不斯深化人才桔黼式的改革。

內(nèi)容概要

　　《普通高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)新編系列教材：機(jī)械CAD/CAM》比較全面系統(tǒng)地論述了CAD／CAM技術(shù)的基本概念、理論、原理和方法，以及相關(guān)的其它先進(jìn)技術(shù)。主要內(nèi)容包括：CAD／CAM技術(shù)發(fā)展概論、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、二維機(jī)械工程繪圖、三維線架造型、曲面造型、實(shí)體造型、參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)和特征造型技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程規(guī)劃（CAPP）數(shù)控加工及程序編制、數(shù)控測(cè)量技術(shù)、CAD／CAM集成及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、CAD／CAM相關(guān)先進(jìn)技術(shù)等?！　　镀胀ǜ叩葘W(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)新編系列教材：機(jī)械CAD/CAM》可作為普通高等學(xué)校機(jī)械類、機(jī)電類專業(yè)教學(xué)用書，也可用作大專、成人教育及工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

1 CAD／CAM技術(shù)發(fā)展概論1.1 CAD／CAM技術(shù)發(fā)展概況1.2 CAD／CAM技術(shù)的歷史地位1.3 CAD／CAM技術(shù)及軟件產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)1.4 CAD／CAM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.5 CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2 計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)2.1 計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的基本概念2.2 坐標(biāo)系和齊次坐標(biāo)2.3 圖形變換2.3.1 二維圖形的幾何變換2.3.2 三維變換2.4 投影和透視變換2.4.1 投影變換2.4.2 透視變換2.5 圖形裁剪2.5.1 二維裁剪2.5.2 多邊形裁剪2.5.3 三維圖形的裁剪3 二維機(jī)械工程圖繪制3.1 二維繪圖系統(tǒng)的配置及功能3.1.1 計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的類型3.1.2 計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的組成3.1.3 圖形軟件的類型3.1.4 圖形軟件的功能3.1.5 圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)3.2 二維基本幾何圖形的描述3.2.1 二維基本幾何元素的描述3.2.2 幾何元索之間的關(guān)系3.2.3 幾何圖形的方向3.3 二維圖形的生成3.3.1 三維圖形通過各種變換生成二維圖形3.3.2 通過布爾運(yùn)算生成二維圖形3.3.3 標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)3.4 尺寸標(biāo)注和符號(hào)標(biāo)注3.5 二維裝配圖設(shè)計(jì)3.5.1 由子圖形拼組裝配圖的方法3.5.2 基于零件圖圖形信息生成裝配圖3.5.3 實(shí)體造型法3.6 二維參數(shù)化繪圖3.6.1 參數(shù)化和變量化繪圖的基本概念3.6.2 參數(shù)化繪圖3.6.3 變量化繪圖的實(shí)現(xiàn)原理4 三維線框造型4.1 幾何建模的基本概念4.1.1 描述三維形體的幾何信息和拓?fù)湫畔?.1.2 形體的定義4.1.3 正則集合運(yùn)算4.1.4 歐拉檢驗(yàn)公式4.2 三維物體的幾何表示4.2.1 線框模型4.2.2 表面模型（曲面模型）4.2.3 實(shí)體模型4.3 線框模型與表面模型和實(shí)體模型的關(guān)系5 曲面造型5.1 曲線和曲面的矢量方程與參數(shù)方程5.1.1 曲線的矢量方程和參數(shù)方程5.1.2 矢量數(shù)的導(dǎo)矢及其應(yīng)用5.1.3 曲線的自然參數(shù)方程5.1.4 曲線論的基本公式5.1.5 曲率和撓率5.2 曲面造型方法5.2.1 參數(shù)曲面5.2.2 線性拉伸曲面5.2.3 直紋面5.2.4 旋轉(zhuǎn)曲面5.2.5 掃掠曲面5.2.6 等距曲面5.3 曲面光順5.4 曲面求交（Surface Intersection）5.4.1 基于分割與迭代的求交算法5.4.2 基于交線跟蹤與迭代的求交算法5.4.3 隱函數(shù)法求交算法5.5 曲面裁剪（Surface Trimrfling）6 實(shí)體造型6.1 實(shí)體造型技術(shù)的發(fā)展6.2 實(shí)體造型的基本方法6.2.1 邊界表示法（Boundary Representation）6.2.2 構(gòu)造立體幾何法（Constructive Solid Geometry）6.2.3 光線投射法6.2.4 歐拉操作（Euler Operators）6.2.5 八叉樹表示法6.3.非流形幾何的概念7 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)和特征造型技術(shù)7.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)基本概念7.2 幾何和拓?fù)浼s束的求解方法及分類7.3 參數(shù)關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)法7.4 約束對(duì)象的約束模型及求解7.5 特征造型技術(shù)7.6 形狀特征概念7.6.1 設(shè)計(jì)特征7.6.2 分析特征7.6.3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)特征7.6.4 數(shù)控加工特征7.7 形狀特征的定義及分類7.7.1 形狀特征的定義7.7.2 特征分類7.8 特征識(shí)別和特征造型7.8.1 交互式特征定義7.8.2 特征自動(dòng)識(shí)別7.8.3 特征設(shè)計(jì)（DesignbyFeature）7.8.4 特征造型的實(shí)現(xiàn)8 計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）8.1 綜述8.1.1 CAE軟件分類和組成結(jié)構(gòu)8.1.2 CAE發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)8.2 有限元法簡(jiǎn)介8.2.1 彈性力學(xué)基本知識(shí)和簡(jiǎn)單實(shí)例8.2.2 有限元法的基本解法與步驟8.2.3 有限元同格的剖分要求8.2.4 有限元網(wǎng)格的生成方法8.2.5 有限元法應(yīng)用中的若干實(shí)際考慮8.3 有限元分析系統(tǒng)的前置和后置處理8.3.1 有限元分析系統(tǒng)的前置處理8.3.2 有限元分析系統(tǒng)的后置處理8.4 有限元法在機(jī)械CAD／CAM中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)8.4.1 有限元法在熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用8.4.2 有限元法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例8.5 CAD中的物性計(jì)算8.5.1 平面三角形（圖8.2 5）物性計(jì)算8.5.2 八節(jié)點(diǎn)六面體（圖8.1 0）物性計(jì)算9 計(jì)算機(jī)輔助工藝過程規(guī)劃（CAPP）9.1 CAPP技術(shù)簡(jiǎn)介9.1.1 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容9.1.2 CAPP的分類9.1.3 CAPP的發(fā)展9.2 CAPP中零件信息的表示9.3 修訂法CAPP系統(tǒng)9.3.1 修訂法CAPP系統(tǒng)的工作原理9.3.2 零件分類編碼系統(tǒng)9.3.3 修訂式CAPP的實(shí)現(xiàn)過程9.4 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)9.4.1 概述9.4.2 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程9.4.3 工藝決策邏輯實(shí)現(xiàn)方法9.4.4 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)中的工序設(shè)計(jì)10 數(shù)控加工及程序編制10.1 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工工藝10.1.1 數(shù)控機(jī)床10.1.2 數(shù)控加工工藝10.2 數(shù)控加工程序的指令系統(tǒng)及數(shù)控編程10.2.1 程序結(jié)構(gòu)及程序段格式10.2.2 常用基本指令10.2.3 數(shù)控編程實(shí)例10.3 數(shù)控加工后置處理程序10.4 數(shù)控加工過程的動(dòng)態(tài)仿真11 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量技術(shù)11.1 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量技術(shù)的基本概念11.1.1 測(cè)量與測(cè)試11.1.2 測(cè)量技術(shù)的發(fā)展11.2 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量系統(tǒng)的組成11.3 測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)及組成11.3.1 測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)11.3.2 測(cè)量機(jī)的組成11.4 測(cè)頭及其測(cè)量方法11.4.1 測(cè)頭的形式和種類11.4.2 常用測(cè)量方法11.5 測(cè)量數(shù)據(jù)處理12 CAD／CAM集成及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)12.1 CAD／CAM集成12.1.1 CAD／CAM集成的概念12.1.2 CAD／CAM系統(tǒng)的組成12.1.3 CAD／CAM系統(tǒng)的集成方案12.1.4 CAD／CAM系統(tǒng)的發(fā)展12.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）12.2.1 CIMS的提出及意義12.2.2 CIM的定義及CIMS的組成12.2.3 CIMS中的工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)12.2.4 CIMS中的制造自動(dòng)化分系統(tǒng)12.2.5 CIMS中的管理信息系統(tǒng)12.2.6 CIMS中的質(zhì)量控制和保證系統(tǒng)12.2.7 CIMS中的支撐環(huán)境系統(tǒng)13 CAD／CAM相關(guān)新技術(shù)13.1 虛擬制造技術(shù)（VMT）13.1.1 VMS的基本構(gòu)成13.1.2 VMS的開發(fā)環(huán)境和關(guān)鍵技術(shù)13.2 敏捷制造技術(shù)（AMT）13.2.1 敏捷制造的基本原理13.2.2 敏捷制造的組成13.2.3 敏捷制造中的CAD／CAM系統(tǒng)13.3 并行工程（CE）13.3.1 并行工程的含義13.3.2 并行工程的特點(diǎn)13.3.3 并行工程的關(guān)鍵技術(shù)13.3.4 并行工程的實(shí)施步驟13.4 智能制造系統(tǒng)（AIMS）13.4.1 智能制造涵義13.4.2 智能制造技術(shù)的內(nèi)容13.4.3 智能制造的形式13.4.4 智能制造技術(shù)的研究參考文獻(xiàn)

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