机械CAD / CAM技术第4版

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书籍简介

本书系统地解释了机械CAD / CAM技术的基本理论，关键技术和具体应用方法. 主要内容. 本书可作为机械工程和自动化本科生的教材，也可作为从事CAD / CAM技术研究和应用的工程技术人员的培训教材或参考书.

章节目录

第四版序言

第三版序言

第二版序言

第一版序言

第1章机械CAD / CAM技术概述1

1. 1CAD / CAM技术内涵2

1. 1. 1CAD技术2

1. 1.2 CAE技术2

1. 1. 3CAPP技术3

1. 1. 4CAM技术4

1. 1. 5 CAD / CAM集成技术4

1. 2CAD / CAM系统的运行过程及主要内容

功能5

1. 2. 1 CAD / CAM系统的操作流程5

1. 2. 2 CAD / CAM系统的主要功能7

1. 3CAD / CAM系统的结构组成8

1. 3. 1 CAD / CAM系统的主要组成部分8

1. 3.2 CAD / CAM系统硬件8

1. 3. CAD / CAM系统软件11

1. 3. 4个常用的CAD / CAM软件系统13

1. 4CAD / CAM技术开发15

1. 4. 1 CAD / CAM技术的发展历史15

1. 4. 2 CAD / CAM技术的当前研究热点17

本章摘要19

思考问题19

第二章工程数据的计算机管理和处理

技术20

2. CAD / CAM系统中常用的数据结构21

2. 1.1数据结构的基本概念21

2. 1.2线性表22

2. 1.3堆栈和队列26

2. 1. 4树形结构27

2. 1. 5个二叉树29

2.2数据管理模式32

2. 2.1文件管理模式32

2. 2.2管理模式32

2. 2.3产品数据管理PDM 35

2.3项目编号表的计算机处理技术38

2. 3.1项目编号表的类型和处理技术38

2. 3.2数字表的编程处理38

2. 3.3记录号码表42

2. 3.四数表45的公式处理

2. 3.5数字表的存储管理

2. 4种工程线图的计算机处理技术

2. 4.1工程线图的处理方法51

2. 4.2通用折线图的计算机处理51

2. 4.3复杂折线图的计算机处理53

本章摘要54

思考问题54

第3章. 计算机图形处理技术56

3.1计算机图形学的数学基础57

3. 1.向量运算57

3. 1.2矩阵运算57

3. 1.3齐次坐标59

3. 2 Windows和图形裁剪技术60

3. 2.1窗口和视口60

3. 2.2直段的裁剪技术

3. 2.3多边形裁剪技术64

3. 3图形转换技术68

3. 3.1工程图的表示68

3. 3.2二维图形的几何变换69

3. 3.3 3D图形的几何变换74

3. 3.4 3D图形的投影变换和透视

转换75

3. 4计算机辅助绘图技术79

3. 4.1交互式绘图79

3. 4.2程序参数图81

3. 4.3尺寸驱动参数图83

3. 4. 4参数库85的使用和创建

3. 4.5自动生成工程图86

3.5自由曲线和曲面88

3. 5.1曲线和曲面的基本概念88

3. 5. 2贝塞尔曲线和表面92

3. 5. 3B样条曲线和曲面96

3. 5. 4NURBS曲线和表面101

本章摘要102

思考问题103

第4章机械CAD / CAM建模技术104

4. 1 CAD / CAM建模技术概述105

4. 1. 1 CAD / CAM建模技术内涵105

4. 1. 2 CAD / CAM建模基础知识105

4. 1. 3CAD / CAM通用建模技术109

4. 2线框建模技术110

4. 2.1线框建模原理110

4. 2.2 Wireframe Model 110的功能

4. 3种曲面（曲面）建模技术112

4. 3.1曲面建模原理112

4.2. 2表面模型特征113

4.3.3表面建模方法113

4. 4种实体建模技术114

4. 4.1实体建模原理114

4. 4.2实体模型116的特征

4. 4.3实体模型116的表示方法

4.5特征建模技术119

4. 5. 1特征建模概念119

4.2. 2功能分类120

4.5.3功能122之间的关系

4. 5. 4特征建模的基本方法122

4. 5.特征建模的5个基本步骤

4. 5. 6特征建模技术实现124

4.6装配建模技术128

4. 6. 1装配模型概念128

4.2. 装配模型130中的2个约束配合关系

4. 6. 3种装配建模方法131

4. 6. 4个装配建模示例132

本章138的摘要

思考问题138

第5章. 计算机辅助工程分析140

5. 1概述141

5. 1. CAE内涵141

5. 1.2 CAE行动141

5. 1. 3CAE 142涵盖的功能范围

5.2有限元分析142

5. 2.1有限元方法142的基本思想和分析步骤

5. 2 2有限元分析软件系统146

5. 2.3线性静态分析147

5. 2.4模态分析152

5.3优化设计154

5. 3.1优化设计的数学模型

5. 3.2优化设计流程156

5.3.3常用的优化计算方法157

5. 3.4优化设计的应用示例162

5. 4计算机仿真164

5. 4.1计算机仿真技术概述164

5. 4.2计算机仿真过程165

5. 4. 3CAD软件系统运动仿真166

5. 4. 4使用MATLAB编程提高系统性能

模拟167

5. 4.5 ADAMS系统仿真的应用173

本章177的摘要

思考问题177

第6章. 计算机辅助过程设计179

6. 1概述180

6. 1. 1CAPP功能180

6. 1. 2CAPP技术的发展与趋势180

6. 1. 3CAPP系统181的结构组成

6. 1. 4CAPP系统类型182

6.2派生CAPP系统183

6. 2.1组技术概念183

6. 2.2零件分类和编码系统184

6. 2.3派生CAPP系统的组成和操作

过程187

6. 2.4衍生CAPP系统188的技术实现

6. 2.5派生CAPP系统190的示例

6.3生成式CAPP系统192

6. 3.1生成式CAPP系统192的组成

6. 3.2生成式CAPP系统192的运行过程

6.3. 3生成式CAPP系统193的技术实现

6. 3.4生成式CAPP系统的过程决策

逻辑193

6.5. 5过程确定与过程设计195

6. 4CAPP专家系统196

6. 4. 1CAPP专家系统概述196

6. 4.2 2CAPP专家系统的组成和运行

过程197

6. 4.3过程知识的获取和表示198

6. 4. 4CAPP专家系统推理策略201

6. 4. 5CAPP专家系统开发工具202

6. 5CAPP系统应用示例203

6. 5. 1开木CAPP系统结构组成203

第7章计算机辅助CNC加工编程210

第8章CAD / CAM集成技术246

参考259

序言/序言展开+合同—

自该书的第一版于2002年出版以来，第二版于2005年出版，第三版于2010年出版，该书已被印刷27次. 它得到了高校读者，老师和学生的支持和关怀. 为了体现与时俱进和精益求精的精神，编辑修订了本书的第三版. CAD / CAM技术是一项先进的工程和实用技术. 经过半个多世纪的发展，它已经逐渐成熟并被广泛使用. 它已成为企业产品设计和开发必不可少的工具. 作为工程应用的教材，面对成熟的技术，此修订版着重于CAD / CAM技术的功能原理，技术实施和特定的工程应用. 为此，在本书的结构中增加了“计算机辅助工程分析”一章，并将原始的“ CAD / CAM支持技术”和“设计/制造数据处理技术”两章合并，而放弃了原始的“机械”. CAD / CAM应用软件开发”一章；在内容选择上，加强了技术的功能原理及其技术实施，删除了技术的开发过程和探索性内容；在逻辑关系方面按照机械CAD / CAM技术，数据和图形处理，CAD建模技术，CAE分析技术，CAPP系统，CAM编程系统以及CAD / CAM技术集成顺序的基本概念，关系在章节之间进行了调整；在技​​术应用方面，使用了更多实际示例来说明每种技术的实际工程应用.

此次修订后，本书内容的完整性，合理性和可读性得到了提高，使教师更易于组织教学和学生的自学. 本书各章的内容安排如下. 第1章是机械CAD / CAM技术的概述，包括CAD / CAM的技术内涵，CAD / CAM系统的结构组成，操作过程，主要功能，CAD / CAM技术的发展历程，以及当前的发展趋势. 研究热点. 第2章是工程数据的计算机管理与处理技术，包括CAD / CAM系统中常用的数据结构，数据管理方式，工程编号表和线描计算机处理技术. 第3章是计算机图形处理技术，包括计算机图形处理的数学基础，窗口和图形裁剪技术，图形转换技术，计算机辅助绘图技术以及自由曲线和曲面. 第4章是机械CAD / CAM建模技术，包括CAD / CAM建模技术概述，线框建模技术，表面（曲面）建模技术，实体建模技术，特征建模技术和装配体建模技术. 第5章是计算机辅助工程分析，包括CAE的含义，涉及的功能类别以及有限元分析，优化设计和计算机仿真. 第6章是计算机辅助过程设计，包括CAPP功能，技术发展和趋势，CAPP系统类型，结构组件，派生CAPP系统，生成CAPP系统和CAPP专家系统.

第7章是计算机辅助的CNC加工编程，包括CNC加工编程技术的基础知识，CNC编程方法及其实现，位置计算以及CAD / CAM系统的CNC编程操作过程. 第8章是CAD / CAM集成技术，包括CAD / CAM系统集成概念，关键集成技术，集成方法以及基于PDM平台的CAD / CAM系统集成. 该修订由王隆泰教授完成，宋爱萍，朱登林和戴国宏参加了修订. 整本书由沉士德教授审阅. 由于编辑人员的水平有限，书中的不足和错误是不可避免的，因此请读者批评和纠正它们. 自2002年1月出版第一版以来，它得到了许多读者的支持和关注. 到2004年7月，它已经印刷了五次. 但是，由于编辑人员水平的限制，在第一版中，教科书的结构，内容选择和语言都存在许多不足和不足. 两年多来，许多热情的读者提供了许多好的意见和积极的改进建议. 为了满足读者的需求并适应中国制造业的快速发展，编辑在寻求和梳理读者意见的基础上对第一版进行了修订. 第二版教科书的读者仍然针对普通高等教育应用机械工程的学生，​​重点是CAD / CAM技术的工程应用，同时保留了CAD / CAM技术的基本原理和方法；在内容选择上，主要体现了CAD / CAM的成熟实用技术，并尽可能反映了该领域的前沿发展；在内容布局中，每个主要章节均附有具体的技术应用示例，以帮助读者学习和理解；在教学计划和课程设置方面，建议匹配一定数量的实践教学链接，例如课程实验或课程实习.

此修订版的主要新增和删除包括: 1）第一版第一章中的“ CAD / CAM支持技术”作为一章列出，其中包括数据结构，数据管理技术，计算机网络技术和组技术等等. 2）第3章增加了应用示例，包括表的建立和查询以及技术在CAD / CAM系统开发中的应用. 3）在图形变换的第4章中添加了投影变换和透视变换的内容，以及图形变换应用程序的示例. 4）第5章加强了机械零件的3D建模示例，包括AutoCAD和UG系统的3D建模示例. 5）第6章删除有关CAD系统类型的内容. 从软件工程方法出发，重点介绍机械CAD / CAM应用软件开发的原理和步骤以及机械CAD应用软件的二次开发技术. 6）第8章在介绍NC编程的基本方法和原理的基础上增加了UG系统编程示例. 7）第9章删除了原始的集成系统信息流和集成系统类型，并添加了新内容，例如基于PDM平台的CAD / CAM集成技术和网络制造技术. 教科书第二版由王龙泰教授编辑，朱登林博士和戴国宏博士为副主编. 具体分工如下: 第一章和第八章由王龙泰撰写，第二章由陈飞撰写，第三章由宋爱萍撰写，第四章由张建峰撰写，第五章由朱登林编写，第6章是由孙春华撰写的，第7和第9章是由戴国宏撰写的. 整本书是由王龙泰起草的，并参与了第2章和第9章的某些小节的编写. 费老师协助组织了相关章节的图纸. 整本书由西安交通大学赵如家教授主持. 由于编辑人员的水平有限，书中的不足和错误是不可避免的，因此请读者予以纠正. 扬州大学编辑

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