机械CAD/CAM技术

第3版前言

第2版前言

第1版前言

第一章机械CAD/CAM技术概述1

第一节CAD/CAM技术的基本概念1

一、CAD技术1

二、CAPP技术1

三、CAM技术2

四、CAD/CAM集成技术2

第二节CAD/CAM系统的功能和作业过程3

一、CAD/CAM系统的主要功能3

二、CAD/CAM系统作业过程4

第三节CAD/CAM系统的硬件和软件6

一、CAD/CAM系统的组成6

二、CAD/CAM系统的硬件6

三、CAD/CAM系统的软件12

第四节CAD/CAM技术的发展和应用16

一、CAD/CAM技术的产生与发展16

二、CAD/CAM技术在制造工程中的应用17

三、CAD/CAM技术的发展趋势17

思考题19

第二章CAD/CAM的支撑技术20

第一节CAD/CAM系统常用的数据结构20

一、数据结构的概念20

二、线性表21

三、栈和队列25

四、树与二叉树26

第二节数据管理技术30

一、文件管理模式30

二、数据库管理模式31

三、产品数据管理PDM34

第三节计算机网络技术37

一、计算机网络的概念37

二、局域网系统组成与拓扑结构37

三、网络协议38

四、基于网络的CAD/CAM系统模式结构39

第四节可视化技术40

一、可视化技术内涵40

二、可视化技术的应用41

三、可视化技术的有关算法42

四、数据处理可视化流程43

第五节人工智能技术45

一、人工智能概述45

二、知识表示技术46

三、基本推理技术49

四、专家系统51

思考题53

第三章设计/制造数据的处理技术54

第一节数表的计算机处理技术54

一、数表的程序化54

二、数表的文件化58

三、数表的公式化60

第二节线图的计算机处理技术62

一、一般简单线图的处理63

二、复杂线图的处理64

第三节数据库在CAD/CAM作业中的应用65

一、VisualFoxPro数据库管理系统简介65

二、数据库数表的建立与数据查询66

三、数据库技术在CAD/CAM系统开发中的应用68

思考题69

第四章计算机图形处理技术70

第一节窗口与图形剪裁技术70

一、窗口与视区70

二、直线段的剪裁技术71

三、多边形的剪裁技术74

第二节图形变换77

一、二维图形的几何变换77

二、三维图形的几何变换81

三、三维图形的投影变换和透视变换83

第三节计算机辅助绘图86

一、交互式绘图87

二、程序参数化绘图88

三、尺寸驱动参数化绘图93

四、参数化图库的使用与建立95

五、工程图的自动生成96

第四节曲线和曲面98

一、曲线曲面的参数表示98

二、Bezier曲线曲面100

三、B样条曲线曲面104

四、NURBS曲线曲面109

思考题110

第五章机械CAD/CAM建模技术111

第一节几何建模概述111

一、机械CAD/CAM几何建模概述111

二、机械CAD/CAM几何建模基本知识112

第二节三维几何建模技术115

一、线框建模技术115

二、表面（曲面）建模技术116

三、实体建模技术117

四、三维实体建模示例123

第三节特征建模技术125

一、特征建模的概念125

二、特征的分类126

三、特征间的关系及其描述127

四、常见的特征建模方法128

五、不同应用域的特征映射130

六、UG系统的特征建模技术示例133

第四节装配建模技术134

一、装配建模的基本概念134

二、装配设计方法135

三、装配模型的应用137

思考题140

第六章机械CAD/CAM应用软件开发142

第一节软件工程基础142

一、软件工程的内涵142

二、软件生存周期142

三、软件开发模型143

四、软件文档的编制145

第二节机械CAD/CAM应用软件开发要求和步骤146

一、机械CAD/CAM应用软件开发的意义146

二、机械CAD/CAM应用软件开发的基本要求147

三、机械CAD/CAM应用软件开发的步骤148

第三节机械CAD/CAM应用系统二次开发技术150

一、AutoCAD常用的用户程序开发接口150

二、AutoLISP/VisualLISP编程语言及其应用153

三、AutoCAD用户对话框的设计158

四、AutoCAD用户菜单创建160

五、机械CAD应用软件开发实例162

思考题164

第七章计算机辅助工艺过程设计165

第一节概述165

一、CAPP技术及其发展概况165

二、CAPP系统的结构组成166

第二节工艺设计标准化与成组技术166

一、工艺设计标准化基本概念167

二、成组技术基本原理167

三、零件分类编码系统168

四、零件的分类成组技术170

五、基于成组技术的工艺设计172

第三节零件信息的描述与输入173

一、零件信息描述的要求和内容173

二、零件信息描述的基本方法173

第四节CAPP系统的基本原理174

一、派生式CAPP175

二、创成式CAPP177

三、综合式CAPP180

第五节CAPP专家系统188

一、CAPP专家系统定义与组成188

二、工艺知识表示及其推理189

三、CAPP专家系统开发工具191

思考题192

第八章计算机辅助数控加工编程193

第一节数控加工编程技术基础193

一、数控机床的坐标系统193

二、数控程序格式及其相关的代码指令194

三、常用的切削刀具196

四、刀具运动控制面196

第二节数控编程方法及其实现197

一、手工编程198

二、数控语言自动编程199

三、CAD/CAM系统自动编程201

第三节数控编程中的刀位计算203

一、非圆曲线刀位点的计算203

二、球头铣刀行距和步长的确定205

三、曲面加工中的刀位计算206

四、平面型腔零件加工刀位点的计算207

五、刀具的干涉检验209

第四节CAD/CAM系统数控编程作业过程210

一、数控加工工艺方案设计210

二、数控加工刀具轨迹的生成215

三、刀具轨迹的编辑修改216

四、后置处理217

五、加工仿真219

六、数控程序的传输221

第五节数控编程举例223

思考题226

第九章CAD/CAM技术集成及应用228

第一节CAD/CAM系统集成技术228

一、CAD/CAM集成系统体系结构228

二、CAD/CAM系统集成方式229

三、CAD/CAM系统集成关键技术231

四、产品数据交换标准231

第二节快速原型制造236

一、RPM技术的产生与发展236

二、RPM技术原理及其特点236

三、典型的RPM工艺237

四、RPM文件格式238

五、RPM技术的应用239

第三节反求工程241

一、反求工程的概念241

二、反求工程的流程241

三、反求工程的应用242

四、反求工程关键技术243

第四节虚拟制造244

一、虚拟制造的定义244

二、虚拟制造的特点245

三、虚拟制造的分类246

四、虚拟制造在制造业中的应用248

第五节网络化制造249

一、网络制造的内涵和功能结构249

二、网络制造中的共享信息249

三、网络制造的关键技术250

思考题252

参考文献253

读者信息反馈表

　　CAD/CAM技术所涉及的内容极其广泛，学科跨度大，通过本门课程的学习究竟应掌握哪些知识和内容一直是人们所关注的话题。本教材以机械工程类专业应用型人才的培养为对象，以实际、实践和实用为原则，兼顾理论基础和实际应用，系统地讲述CAD/CAM技术基本概念、应用方法和关键技术。在内容的安排上，按照设计、工艺和加工制造三个主要机械产品生产环节，着重介绍计算机在工程图样绘制、产品几何建模、工艺规程编制和数控编程中的应用技术；在介绍具体应用方法时，通过多样化的应用实例开拓学生的思路，培养学生对实际问题的分析和解决能力；在语言描述方面，力求简洁、通俗、准确、易懂，利于培养学生自学能力和拓展知识能力。　　本书系统地讲述了机械CAD/CAM的基本概念、应用方法和关键技术。主要内容包括CAD/CAM系统工作原理、软硬件支撑环境和支撑技术、设计数据处理技术、计算机图形处理技术、CAD/CAM建模技术、机械CAD/CAM应用软件开发技术、计算机辅助工艺过程设计、数控加工编程、CAD/CAM集成技术及其应用等。　　全书在力求保持内容的系统性、完整性基础上，尤其突出内容的实用性，尽量列举不同应用实例以说明各种原理和方法。各章节之间衔接自然，语言通俗流畅，便于组织教学和自学。　　本书有配套的CAI课件，以便于教师授课和学生自学。此外，与本书配套的还有《机械CAD/CAM实训指导书》，包括常用CAD/CAM软件系统的三维造型和数控编程训练以及课程实验指导等，以提高学生对CAD/CAM技术的实际动手能力。　　本书可作为机械工程及其自动化专业的本科生教材，也可作为从事CAD/CAM技术研究和工程应用技术人员的培训教材和参考书。