数字化设计与制造

前言

第1章引论

1．1第一次工业革命

1．2第二次工业革命

1．3信息革命

思考题及习题

第2章数字化设计与制造概述

2．1制造与制造业

2．1．1制造与制造业的基本概念

2．1．2制造系统的组成及其分类

2．2现代制造业面临的挑战及其发展趋势

2．3数字化设计与制造的内涵及学科体系

2．4数字化设计与制造技术的特点

2．5数字化设计与制造技术的发展

2．5．1数字化设计与制造技术的发展史

2．5．2数字化设计与制造技术的发展趋势

2．6数字化设计与制造技术的应用案例

思考题及习题

第3章数字化设计与制造系统的组成

3．1数字化设计与制造系统的功能分析

3．2数字化设计与制造系统的软硬件组成

3．2．1数字化设计与制造系统的硬件组成

3．2．2数字化设计与制造系统的软件组成

3．3数字化设计与制造系统的建立

3．3．1软件系统的开发流程

3．3．2软硬件系统的选型

思考题及习题

第4章产品数据在计算机中的表示与处理

4．1工程数据的类型及其数字化处理方法

4．1．1工程数据的类型

4．1．2工程数据的数字化处理方法

4．2数表的程序化处理

4．2．1简单数表的程序化处理

4．2．2列表函数数表的插值处理

4．3线图的程序化处理

4．3．1线图的表格化处理

4．3．2线图的公式化处理

4．4数据文件

4．4．1数据文件的生成与检索

4．4．2工程数据的文件化处理

4．5数据结构与数据库技术

4．5．1数据结构

4．5．2数据库技术

4．6曲线和曲面的表示

4．6．1曲线和曲面的基本概念

4．6．2曲线和曲面的参数化方程

4．6．3参数曲线的代数形式和几何形式

4．6．4参数化曲线

4．6．5参数化曲面

4．7产品数据交换标准

4．7．1产品数据交换标准概述

4．7．2常用的产品数据交换标准

思考题及习题

第5章产品数字化造型技术

5．1数字化造型技术概述

5．2几何形体在计算机内部的表示

5．2．1几何信息和拓扑信息

5．2．2形体的定义及表示形式

5．3计算机图形学的基本概念

5．3．1计算机图形学概述

5．3．2坐标系统

5．3．3窗口与视口

5．3．4图形变换

5．3．5图形裁剪

5．4线框、曲面和实体造型技术

5．4．1线框造型

5．4．2曲面造型

5．4．3实体造型

5．5特征造型和参数化造型技术

5．5．1特征造型

5．5．2参数化造型

5．5．3参数化特征造型

5．6数字化装配技术

5．6．1数字化装配的基本概念

5．6．2数字化装配的功能及操作

5．7几何形体的渲染技术

5．7．1消隐

5．7．2光照

5．7．3纹理

5．7．4颜色

5．8主流数字化造型软件介绍

思考题及习题

第6章数字化仿真技术

6．1数字化仿真技术概述

6．1．1数字化仿真技术及其分类

6．1．2数字化仿真的基本步骤

6．2数字化仿真技术中的有限元法(FEM)

6．2．1有限元法的基本概念

6．2．2有限元法的求解步骤

6．2．3主流有限元分析软件介绍

6．2．4有限元法的应用案例

6．3虚拟样机技术

6．3．1虚拟样机技术概述

6．3．2主流虚拟样机解决方案

6．3．3虚拟样机软件ADAMS介绍

思考题及习题

第7章数字化制造技术

7．1数字化制造技术概述

7．2计算机辅助工艺规划(CAPP)技术

7．2．1CAPP的基本概念

7．2．2CAPP的功能与模块组成

7．2．3CAPP的类型

7．3成组技术(GT)

7．3．1成组技术的基本概念

7．3．2零件的分类编码体系

7．3．3成组技术的应用案例

7．4数控(NC)加工技术概述

7．4．1数控加工的基本概念

7．4．2数控机床的组成及其分类

7．5数控(NC)编程技术

7．5．1数控机床的坐标系统

7．5．2数控编程的基本功能指令

7．5．3数控编程的高级编程功能

7．5．4数控编程的基本步骤

7．5．5数控编程的后置处理

7．5．6直接数字控制(DNC)技术

7．6数控高速切削加工(HSM)技术

思考题及习题

第8章逆向工程与快速原型制造技术

8．1逆向工程技术概述

8．2逆向工程的研究内容及基本步骤

8．3实物逆向工程及其关键技术

8．3．1逆向对象的坐标数据采集

8．3．2实物逆向的数据处理及模型重构

8．4逆向工程技术应用实例

8．5逆向工程软件介绍

8．6快速原型制造技术

8．6．1快速原型制造技术概述

8．6．2典型的快速原型制造工艺及设备

8．6．3快速原型制造技术的发展趋势

8．6．4基于逆向工程的快速原型制造

思考题及习题

第9章产品数字化开发的集成技术

9．1概述

9．2柔性制造系统

9．2．1柔性制造系统产生的背景

9．2．2柔性制造系统的组成与分类

9．3计算机集成制造系统

9．3．1计算机集成制造产生的背景及其定义

9．3．2计算机集成制造系统的分类

9．3．3计算机集成制造系统的开发模式与实施

9．4协同设计技术

9．4．1协同设计技术的发展及定义

9．4．2协同设计的关键技术

9．4．3协同设计的体系结构

9．4．4协同设计工具

9．5网络化制造技术

9．5．1网络化制造的定义及发展现状

9．5．2网络化制造系统的体系结构

9．5．3网络化制造的基础技术

9．6并行工程

9．6．1并行工程的产生和定义

9．6．2并行工程的特点

9．6．3并行工程的关键技术

9．6．4并行工程的实施模式

9．7产品数据管理技术

9．7．1产品数据管理产生的背景和定义

9．7．2产品数据管理系统的功能分析

9．7．3产品数据管理系统的技术规范

9．8产品全生命周期管理技术

9．8．1产品全生命周期管理的定义

9．8．2产品全生命周期管理的功能分析

9．8．3主流产品全生命周期管理软件介绍

9．9数字化企业

思考题及习题

参考文献

　　本书从产品数字化开发和企业数字化管理的角度出发，系统地阐述了数字化设计、数字化仿真、数字化制造以及企业数字化管理的基本原理和方法。本书回顾了制造业的发展历程，以近现代制造业发展中的典型产品、核心技术、代表性企业和关键性人物为主线，剖析现代制造业的发展轨迹和企业管理方法的演化规律；系统地论述了数字化设计与制造技术产生的背景、内涵及其学科体系；着重阐明数字化设计与制造的基本概念、原理和方法，涵盖产品数据在计算机中的表示、数字化造型、数字化仿真、数字化制造以及产品数字化开发的集成技术等内容。本书注重相关概念、原理和方法的阐述，力求能反映产品数字化设计与制造技术的全貌和最新发展动态，其中提供了不少数字化设计与制造的应用案例。为了方便教学，本书还配有教学课件。　　本书系统地阐述了数字化设计与制造技术的产生背景、学科体系、理论方法、关键技术以及主流应用系统。全书内容包括：近现代制造业的发展历程、制造技术进步的典型事件和关键人物；数字设计与制造技术产生的背景、发展历史、学科体系及其系统组成；产品数据在计算机中的表示与处理方法；产品数字化造型技术及其主流软件；数字化仿真、有限元分析和虚拟样机技术；计算机辅助工艺规划技术、成组技术以及数控加工技术；逆向工程与快速原型制造技术；产品数字化开发的集成技术。　　本书内容新颖、体系结构完整、系统性强，力求反映产品数字化设计与制造技术的全貌和最新发展动态。全书注重基本概念、原理和方法的阐述，提供不少数字化设计与制造技术的应用案例，并附有一定数量的思考题和习题。　　本书可作为高等学校机械工程、工业工程、机械电子工程、车辆工程等专业相关课程的教材，也可供从事产品数字化开发、生产运作与管理、企业发展规划与决策等领域的工程技术人员和管理人员参考。