機械CAD/CAM基礎(chǔ)

前言

　　CAD／cAM技術(shù)是隨著計算機和信息技術(shù)的發(fā)展而形成的一項高新技術(shù)，是20世紀最杰出的工程成就之一，也是數(shù)字化、信息化制造的基礎(chǔ)。該項技術(shù)的迅速發(fā)展和廣，泛應用，給制造業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計到制造力辟工的整個生.產(chǎn)過程帶來了深刻的和根本性的變革，也帶來了巨大的經(jīng)濟效益。CAD／CAM技術(shù)應用水平的高低已成為衡量一個國家或者企業(yè)技術(shù)水平的重要標志。　　隨著信息化進程的加快和全球化市場的形成，如何適應迅速變化的環(huán)境，提高市場應變和生存能力，積極參與國際合作，是擺在各個企業(yè)面前的尖銳問題。CAD／CAM技術(shù)是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和開拓市場強有力的技術(shù)手段。它從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計、制造與組織模式，對于推動企業(yè)的技術(shù)改造，帶動整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革，發(fā)展新興技術(shù)，促進經(jīng)濟增長都具有十分重要的意義。因此，世界各國都把發(fā)展CAD／cAM技術(shù)作為戰(zhàn)略目標。深入了解和掌握CAD／CAM技術(shù)已成為擺在工程技術(shù)人員面前的重要任務，也成為工程類專業(yè)學生的一門必修課程。此外，學習和了解CAD／CAM的基本內(nèi)容對非工程類專業(yè)學生的知識結(jié)構(gòu)的完善與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)也是十分有益的?！　AD／CAM技術(shù)所涉及的內(nèi)容十分廣泛，學科跨度很大，除了設(shè)計、制造領(lǐng)域中的技術(shù)外，正不斷地向管理科學、信息處理技術(shù)等學科滲透。其次，CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展非常迅速，新技術(shù)和新概念不斷涌現(xiàn)，內(nèi)容的深度和內(nèi)涵不斷變化。為適應形勢發(fā)展的需要，進一步推廣與應用CAD／CAM技術(shù)，培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展和市場競爭所需要的人才，編者在多年教學和科研工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學科研成果編寫了本書，旨在使讀者掌握cAD／CAM的基本概念、原理、知識和方法，了解CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展水平，認識推廣CAD／CAM技術(shù)的重要性，從而為從事CAD／CAM技術(shù)的研究和應用打下基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

本書是高等職業(yè)教育技能型緊缺人才培養(yǎng)工程系列教材，是根據(jù)教育部組織的《高職高專教育專業(yè)人才培養(yǎng)目標及規(guī)格》的要求，結(jié)合教育部“新世紀高職高專教育人才培養(yǎng)模式和教學內(nèi)容體系改革與建設(shè)項目計劃”的研究成果編寫的。    本書系統(tǒng)地講述了CAD／CAM的基本概念和工作原理，并在相應章節(jié)中介紹了應用實例。主要內(nèi)容包括：CAD／CAM技術(shù)的基本概念、功能、任務及發(fā)展概況；CAD／CAM系統(tǒng)的硬件與軟件、計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信、系統(tǒng)構(gòu)成及選型原則；計算機圖形輸入與輸出原理與設(shè)備、圖形變換、投影變換、隱線（面）消除的原理與方法；線框建模、實體建模、曲面建模、裝配建模的原理和方法；數(shù)控加工技術(shù)與計算機輔助數(shù)控程序編制的原理與方法，數(shù)控車床、銑床加工工藝手工編制實例，并介紹了數(shù)控機床自動編程的原理；成組技術(shù)（GT）的基本概念,CAPP系統(tǒng)的工作原理，派生法、創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)及CAPP專家系統(tǒng)；CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)與數(shù)據(jù)管理，CIMS的體系結(jié)構(gòu)以及國內(nèi)外發(fā)展與應用概況；最后介紹了CAD／CAM的相關(guān)新技術(shù)和新發(fā)展,包括逆向工程技術(shù)、快速原型制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)、快速響應制造技術(shù)等內(nèi)容。本書在內(nèi)容選擇上，突出實用性、綜合性、先進性；在編寫方式上，強調(diào)通俗易懂，由淺入深，并力求全面、系統(tǒng)和重點突出；在表現(xiàn)形式上，除文字內(nèi)容外，各章都列有相應的學習目標與要求，并附有思考與練習題。    本書可作為高等職業(yè)學校、高等專科學校、成人高校及院校舉辦的二級職業(yè)技術(shù)學院、繼續(xù)教育學成和民辦高校的機電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機械設(shè)計與制造、模具設(shè)計與制造、汽車制造與裝配技術(shù)、工業(yè)設(shè)計等專業(yè)的教材，也可作為工程技術(shù)人員和管理人員的培訓教材與參考書。

書籍目錄

第一章 緒論  學習目標與要求  1.1 CAD/CAM的基本概念  1.2 CAD/CAM的功能與任務  1.3CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展與應用概況  思考與練習第二章 CAD/CAM系統(tǒng)的構(gòu)成  學習目標與要求  2.1 CAD/CAM系統(tǒng)的構(gòu)成與類型  2.2 CAD/CAM系統(tǒng)的硬件  2.3 CAD/CAM系統(tǒng)的軟件  2.4 計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信  2.5 CAD/CAM系統(tǒng)的選型  思考與練習第三章 計算機圖形處理  學習目標與要求  3.1 圖形顯示器和圖形顯示原理  3.2 圖形輸入與輸出設(shè)備  3.3 圖形變換  3.4 投影變換  3.5 隱線與隱面的消除  思考與練習第四章 計算機輔助設(shè)計  學習目標與要求  4.1 概述  4.2 線框建模  4.3 實體建模  4.4 曲面建模  4.5 裝配建模  思考與練習第五章 計算機輔助制造  5.1 數(shù)控加工機床概述  5.2 數(shù)控加工工藝編制  5.3 數(shù)控加工程序編制  5.4 數(shù)控車床加工編程  5.5 數(shù)控銑床加工編程  5.6 數(shù)控機床自動編程  思考與練習第六章 計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計  學習目標與要求  6.1 成組技術(shù)  6.2 CAPP簡介  6.3 派生式CAPP系統(tǒng)  6.4 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)  6.5 CAPPF專家系統(tǒng)  6.6 CAPP的發(fā)展趨勢  思考與練習第七章 CAD/CAPP/CAM集成與CIMS系統(tǒng)  學習目標與要求  7.1 CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)概述  7.2 CAD/CAPP/CAM集成數(shù)據(jù)管理  7.3 計算機集成制造系統(tǒng)  7.4 我國CIMS的進展與發(fā)展前景  思考與練習第八章 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢  8.1 逆向工程技術(shù)  8.2 快速原型制造技術(shù)  8.3 虛擬制造技術(shù)  8.4 網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)  8.5 快速響應制造技術(shù)  8.6 選進生產(chǎn)模式與管理技術(shù)  思考與練習附錄《機械CAD/CAM基礎(chǔ)》教學建議參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1．2．2 CAD／CAM系統(tǒng)的任務　　CAD／CAM系統(tǒng)需要對產(chǎn)品設(shè)計、制造全過程的信息進行處理，包括設(shè)計、制造中的數(shù)值計算、設(shè)計分析、繪圖、工程數(shù)據(jù)庫的管理、工藝設(shè)計、加工仿真等各個方面?！　?．幾何造型　　在產(chǎn)品設(shè)計構(gòu)思階段，系統(tǒng)能夠描述基本幾何實體及實體間的關(guān)系；能夠提供基本體素，以便為用戶提供所設(shè)計產(chǎn)品的幾何形狀、大小，進行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的裝配；能夠動態(tài)地顯示三維圖形，解決三維幾何建模中復雜的空間布局問題，同時還能進行消隱、彩色濃淡處理等。利用幾何建模的功能，用戶不僅能構(gòu)造各種產(chǎn)品的幾何模型，還能夠隨時觀察和修改模型，或檢驗零部件裝配的結(jié)果。幾何建模技術(shù)是CAD／CAM系統(tǒng)的核心，它為產(chǎn)品的設(shè)計、制造提供了基本數(shù)據(jù)，同時也為其他模塊提供原始的信息。例如，幾何建模所定義的幾何模型的信息可供有限元分析、繪圖、仿真、加工等模塊調(diào)用。在幾何建模模塊內(nèi)，不僅能構(gòu)造規(guī)則形狀的產(chǎn)品模型，對于復雜表面的造型，系統(tǒng)可采用曲面造型或雕塑曲面造型等方法，根據(jù)給定的離散數(shù)據(jù)或有關(guān)具體工程問題的邊界條件來定義、生成、控制和處理過渡曲面，或用掃描的方法得到掃視體，建立曲面的模型。例如汽車車身、飛機機翼、船舶等設(shè)計制造，均采用此種方法?！　?．計算分析　　CAD／CAM系統(tǒng)構(gòu)造了產(chǎn)品的形狀模型之后，能夠根據(jù)產(chǎn)品的幾何形狀，計算出相應的體積、表面積、質(zhì)量、重心位置、轉(zhuǎn)動慣量等幾何特性和物理特性，為系統(tǒng)進行工程分析和數(shù)值計算提供必要的基本參數(shù)。另一方面，CAD／CAM中的結(jié)構(gòu)分析需進行應力、溫度、位移等計算，圖形處理中變換矩陣的運算，體素之間的交、并、差計算等，在工藝規(guī)程設(shè)計中有工藝參數(shù)的計算。因此，要求cAD／CAM系統(tǒng)對各類計算分析的算法正確、全面，而且數(shù)據(jù)計算量大、計算精度要求高。

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