材料加工CAD/CAM基礎(chǔ)

前言

俗稱“世界工廠”的中國正在以驚人的速度向全世界輸出“中國制造”。目前，制造業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占據(jù)了越來越重要的地位，而材料加工是制造業(yè)的基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)鏈的源頭，直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)周期和市場的競爭力。因此中國要從制造業(yè)大國發(fā)展為制造業(yè)強國，就必須擁有先進的材料加工技術(shù)和強大的材料加工業(yè)。材料成形技術(shù)是指利用各種方式和手段賦予相關(guān)材料以特定形狀、具有特定屬性、能夠滿足特定需要的一類技術(shù)的總稱。由此可見，材料加工是一個范圍很寬的領(lǐng)域，常見的材料液態(tài)成形、塑性成形、連接成形、注射成型、粉末冶金成形、快速原型制造等都屬于材料加工的范疇。人類文明的發(fā)展史就是材料加工成形技術(shù)的進步史，材料加工所取得的每一步進展都增強了人類戰(zhàn)勝自然的能力。隨著社會的進步，材料加工已經(jīng)從經(jīng)驗走向科學、從手工生產(chǎn)發(fā)展到全自動化生產(chǎn)，材料加工的計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）便是這一進步的生動體現(xiàn)。本書重點講述材料加工CAD、CAM技術(shù)的基本概念、原理和方法，包括計算機輔助設(shè)計的三維造型技術(shù)、信息交換技術(shù)、智能化技術(shù)與優(yōu)化分析技術(shù)，與CAD密切關(guān)聯(lián)的模擬仿真技術(shù)，計算機輔助制造的數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、數(shù)控機床等；在此基礎(chǔ)上，闡述了材料加工CAD／CAM技術(shù)在材料液態(tài)成形、塑性成形、連接成形、注射成型和快速原型制造領(lǐng)域的具體應(yīng)用；最后以UG、Pro,，E、Solid Works以及Mastercam等系統(tǒng)為例，介紹了目前材料加工領(lǐng)域主流的CAD／CAM系統(tǒng)的特點、功能和使用方法。作為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，本書具有以下特點：①以材料加工CAD技術(shù)、CAM技術(shù)以及這些技術(shù)的具體應(yīng)用為主線，先講述共性的、基礎(chǔ)的知識，再論述具體的應(yīng)用，從而使液態(tài)成形、塑性成形、連接成形等有機地成為一體，主線更明確，集成性更好。②反映了本領(lǐng)域的最新成果。CAD／CAM領(lǐng)域的一個主要的特點就是技術(shù)的快速發(fā)展，知識的飛速更新。本書在講述基礎(chǔ)理論的同時，特別注重將本領(lǐng)域的最新進展和發(fā)展動態(tài)反映出來，把最新的學科建設(shè)成果融合進來，使得教材內(nèi)容貼近實際、更為先進。③注重理論與實踐相結(jié)合。材料成形與控制工程本身是一個工程背景很深的專業(yè)，而CAD／CAM又是目前實際生產(chǎn)直接使用的高新技術(shù)，這就要求本書應(yīng)注重理論與實踐的結(jié)合。為此，全書的各章節(jié)都強調(diào)與實際應(yīng)用的結(jié)合，涉及的CAD／CAM軟件都是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)。本書由華中科技大學陳立亮任主編，其中陳立亮編寫第一章、第二章第一節(jié)以及第五章的第一節(jié)；王華昌編寫第四章；廖敦明編寫第六章、第三章的第四節(jié)和第五節(jié)；周建新編寫第二章第二至四節(jié)和第三章的第一至三節(jié)；鄭志鎮(zhèn)編寫第五章第二節(jié)；熊建鋼編寫第五章第三節(jié)；周華民編寫第五章第四節(jié)；史玉升編寫第五章第五節(jié)。本書由哈爾濱工業(yè)大學吳士平和內(nèi)蒙古工業(yè)大學劉向東擔任主審，在此表示衷心的感謝。由于編者水平有限，不當之處，敬請批評指正。

內(nèi)容概要

計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)是先進材料加工技術(shù)的重要組成部分。本書以材料加工CAD技術(shù)、CAM技術(shù)以及這些技術(shù)的具體應(yīng)用為主線，重點講述材料加工CAD、CAM技術(shù)的基本概念、原理和方法，包括計算機輔助設(shè)計的三維造型技術(shù)、信息交換技術(shù)、智能化技術(shù)與優(yōu)化分析技術(shù)；與CAD密切關(guān)聯(lián)的模擬仿真技術(shù)；計算機輔助制造的數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、數(shù)控機床等。闡述了材料加工CAD／CAM技術(shù)在材料液態(tài)成形、塑性成形、連接成形、注射成型和快速原型制造領(lǐng)域的具體應(yīng)用。最后以UG、Pr0／E、SolidWorks以及Masterca。等系統(tǒng)為例，介紹了目前材料加工領(lǐng)域主流的CAD／CAM系統(tǒng)。　　本書面向材料成形及控制工程專業(yè)本科生，同時也可供本專業(yè)的研究生及有關(guān)工程技術(shù)人員學習參考。

書籍目錄

前言第一章　概論　第一節(jié)　CAD／CAM基本概念　第二節(jié)　CAD／CAM系統(tǒng)集成　第三節(jié)　材料加工CAD／CAM　第四節(jié)　CAD／CAM發(fā)展趨勢第二章　材料加工CAD技術(shù)基礎(chǔ)　第一節(jié)　CAD系統(tǒng)的組成與分類　第二節(jié)　CAD系統(tǒng)的三維造型技術(shù)　第三節(jié)　CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息交換　第四節(jié)　CAD系統(tǒng)的智能化技術(shù)與優(yōu)化分析技術(shù)第三章　材料加工模擬仿真技術(shù)　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　傳熱過程模擬仿真　第三節(jié)　流動過程模擬　第四節(jié)　應(yīng)力分析　第五節(jié)　微觀組織模擬第四章　材料加工CAM技術(shù)基礎(chǔ)　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　數(shù)控機床的有關(guān)功能規(guī)定　第三節(jié)　數(shù)控加工工藝知識　第四節(jié)　數(shù)控編程　第五節(jié)　數(shù)控電火花線切割加工的程序編制第五章　材料加工CAD／CAM的實際應(yīng)用　第一節(jié)　液態(tài)成形　第二節(jié)　沖壓成形　第三節(jié)　焊接成形　第四節(jié)　塑料注射成型　第五節(jié)　快速成型第六章　材料加工領(lǐng)域主流CAD／CAM系統(tǒng)介紹　第一節(jié)　Unigraphics簡介　第二節(jié)　Pr0／E簡介　第三節(jié)　SolidWorks簡介　第四節(jié)　Mastercam簡介參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（1）造型技術(shù)計算機輔助設(shè)計是以各種數(shù)字化的圖形來表達設(shè)計方案，因此圖形處理和表達是計算機輔助設(shè)計技術(shù)研究的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。人們在解決了二維圖形問題之后，主要目光集中在三維的圖形技術(shù)方面，曲面造型、實體造型、特征化造型、參數(shù)化設(shè)計等都是研究的重點。（2）優(yōu)化分析在工程設(shè)計中往往要進行某些分析，包括力學、傳熱學、流體力學等。如今，提供優(yōu)化分析功能的各種專用軟件和商品化的通用軟件已被廣泛地集成到計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)中去。它允許使用者在設(shè)計的同時就能夠進行充分地分析、優(yōu)化所設(shè)計的方案，使設(shè)計達到最優(yōu)?；谀M仿真技術(shù)的優(yōu)化分析有時又稱為計算機輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）。它主要是通過構(gòu)造能夠準確描述研究對象的某一過程或?qū)傩缘臄?shù)學模型；利用合適的求解方式，設(shè)置合理的邊界條件和初始條件，得到研究對象的某一過程或?qū)傩缘那蠼饨Y(jié)果；預(yù)測可能產(chǎn)生的問題和發(fā)展趨勢，提出科學、合理的對策、建議和方法。CAE技術(shù)與CAD緊密配合，大大提高了CAD的設(shè)計質(zhì)量和效率。一些時候也會把CAE技術(shù)作為CAD系統(tǒng)中的一部分，是CAD智能化的一個重要途徑。（3）綜合評價在一般情況下，設(shè)計方案完成后都需要進行校核和評價，包括尺寸校核、外觀分析、內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析、碰撞試驗以及材料加工中的各種缺陷預(yù)測等?，F(xiàn)代先進的CAD系統(tǒng)往往提供分塊、分層或剖切功能，三維CAD系統(tǒng)具備的實時旋轉(zhuǎn)、縮放等功能，使設(shè)計者感覺就像是面對完全真實的物體，通過視點的變化對設(shè)計對象進行平滑的、逼真的、動態(tài)的觀察，可以剖視它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進行各種校驗和評價，從而獲得改進的方案。

編輯推薦

《材料加工CAD/CAM基礎(chǔ)(第2版)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。

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