機械CAD/CAM技術

前言

本書是安徽水利水電職業(yè)技術學院國家示范院校重點建設專業(yè)——數控技術專業(yè)課程改革成果之一，由該學院教師和企業(yè)工程技術人員共同編寫。機械CAD／CAM技術是一門多學科綜合應用的技術，發(fā)展十分迅速。世界各國都把發(fā)展CAD／CAM技術作為制造的戰(zhàn)略目標，目前在我國各個企業(yè)中，CAD／CAM技術應用越來越普及，因此，迫切需要CAD／CAM技術方面的應用人才。CAD／CAM技術已是從事產品開發(fā)的操作人員和技術人員必備的技能之一。提高新產品的開發(fā)能力及制造能力是提高制造業(yè)企業(yè)競爭力的關鍵，而CAD／CAM技術是提高產品設計和制造質量、縮短產品開發(fā)周期、降低產品成本的強有力手段，也是未來工程技術人員必須掌握的基本工具。本書是一本實用技術教材，突出介紹CAD／CAM的概念、應用方法，并結合具體CAD／CAM軟件進行實踐練習。目前流行的CAD／CAM軟件眾多，雖然不同的軟件有各自的特點，但其主要功能、基本方法卻是相同的。高職高專的機械CAD／CAM課程屬于實踐類課程，通過課內學習和實訓環(huán)節(jié)，應使學生能使用高中檔的CAD／CAM軟件完成較復雜的零件三維模型的創(chuàng)建、虛擬裝配及干涉檢查、二維裝配圖及零件圖的出圖、數控加工的自動編程、刀位文件的編輯和CAM后置處理，并通過數控機床直接加工出自己所設計的零件。學生通過這樣的學習和實訓，所學到的不僅僅是機械CAD／CAM的概念，還有實際的機械CAD／CAM軟件的操作技能及高中檔CAD／CAM軟件的操作技能。在編寫過程中，本著由淺入深、循序漸進及通俗易懂的指導思想與原則，從CAD／CAM系統的基礎介紹開始，對機械CAD技術、計算機輔助工程分析（CAE）技術、計算機輔助工藝過程設計（C.APP）技術及機械CAM技術的理論進行闡述，同時對機械CAD／CAM技術在機械工程中的應用采用實例進行說明，從而對機械CAD／CAM技術的了解和應用作了全面的分析。力爭通過本書的學習使廣大讀者對CAD／CAM技術的基本用途與功能有較全面的了解，為進一步學習CAD／CAM技術打下基礎。本書由安徽水利水電職業(yè)技術學院王賢虎、賈蕓任主編，潘祖聰、張寧任副主編，由汪永華、余承輝組織編寫并審閱、修改、完善。參加編寫的還有郭微、趙華新、湯萍、童子林、徐耀、儲蓉等。在本書的編寫過程中還得到學院有關領導的指導和幫助，在此一并表示感謝。

內容概要

　　《機械CAD/CAM技術》是安徽水利水電職業(yè)技術學院國家示范院校重點建設專業(yè)——數控技術專業(yè)課程改革成果之一。內容包括 CAD/CAM技術概述、CAD/CAM技術系統、計算機輔助設計技術（CAD） 、CAD技術在機械工程中的應用、計算機輔助工程分析技術（CAE） 、計算機輔助工藝設計（CAPP）、計算機輔助制造技術（CAM） 、典型零件CAD/CAM應用實例、CAD/CAM集成技術及發(fā)展等?！　　稒C械CAD/CAM技術》為高職高專、電大、職大、成人教育等院校機械類、機電類專業(yè)的通用教材，也可作為工程技術人員的參考書。

書籍目錄

前言項目1 CAD／CAM技術概述任務1.1 CAD／CAM基本概念1.1.1 CAD技術1.1.2 CAE技術1.1.3 CAPP技術1.1.4 CAM技術1.1.5 CAD／CAM集成技術1.1.6 CAD／CAM系統的功能界定任務1.2 CAD／CAM技術的發(fā)展及在我國的應用1.2.1 CAD／CAM技術的發(fā)展歷程1.2.2 CAD／CAM技術在我國的發(fā)展1.2.3 CAD／CAM技術的應用任務1.3 CAD／CAM技術的發(fā)展趨勢和研究熱點1.3.1 CAD／CAM技術的發(fā)展趨勢1.3.2 CAD技術研究開發(fā)熱點思考題項目2 CAD／CAM技術系統任務2.1 CAD／CAM系統概述2.1.1 CAD／CAM系統的基本組成2.1.2 CAD／CAM系統的基本功能2.1.3 CAD／CAM系統的類型2.1.4 CAD／CAM系統集成技術概述任務2.2 CAD／CAM系統的硬件和軟件2.2.1 CAD／CAM系統的硬件2.2.2 CAD／CAM系統的軟件2.2.3 CAD／CAM系統選型的原則任務2.3 工程數據庫介紹2.3.1 數據庫系統2.3.2 工程數據庫系統2.3.3 工程數據庫的建立與調用任務2.4 機械CAD／CAM的計算機網絡環(huán)境2.4.1 概述2.4.2 計算機網絡的拓撲結構2.4.3 客戶機川艮務器工作模式思考題項目3 計算機輔助設計技術(CAD)任務3.1 圖形處理技術3.1.1 二維圖形變換3.1.2 三維圖形變換任務3.2 幾何建模技術3.2.1 基本概念3.2.2 線框建模3.2.3 曲面建模3.2.4 實體建模3.2.5 特征建模任務3.3 裝配建模技術3.3.1 裝配建模技術中的基本概念3.3.2 裝配建模的一般方法和技巧思考題項目4 CAD技術在機械工程中的應用任務4.1 Pro／E中的零件設計4.1.1 Pro／ENGINEER4.1.2 基礎特征4.1.3 工程特征任務4.2 Pro旭中的裝配設計任務4.3 SolidWorks中的零件設計4.3.1 SolidWorks簡介4.3.2 實例說明4.3.3 作圖步驟任務4.4 SolidWorks中的裝配設計4.4.1 實例說明4.4.2 作圖步驟思考題項目5 計算機輔助工程分析技術(CAE)任務5.1 動態(tài)設計技術和有限元分析5.1.1 概述5.1.2 動態(tài)設計的一般過程5.1.3 動態(tài)設計中的有限元建模5.1.4 建立有限元模型的策略與考慮的一般問題任務5.2 優(yōu)化設計方法(OptimalDesign)5.2.1 概述5.2.2 優(yōu)化設計的分類5.2.3 優(yōu)化設計的數學模型5.2.4 優(yōu)化算法的基本思想和常用優(yōu)化方法任務5.3 可靠性設計(ReliabilityDesign)5.3.1 可靠性和可靠性工程5.3.2 可靠性設計的理論基礎——概率統計學5.3.3 與可靠性設計有關的幾個基本概念5.3.4 可靠性指標任務5.4 計算機仿真技術5.4.1 物理仿真與數學仿真5.4.2 模擬計算機仿真與數字計算機仿真5.4.3 數字仿真程序思考題項目6 計算機輔助工藝設計(CAPP)任務6.1 概述6.1.1 CAPP的基本概念6.1.2 CAPP的結構組成6.1.3 CAPP的基本技術任務6.2 變異式CAPP系統6.2.1 成組技術6.2.2 系統的開發(fā)和工作過程任務6.3 創(chuàng)成式CAPP系統6.3.1 工藝決策6.3.2 系統的開發(fā)和工作過程任務6.4 交互式CAPP系統任務6.5 半創(chuàng)成式CAPP系統6.5.1 系統構成6.5.2 工藝設計過程6.5.3 工藝過程設計6.5.4 工藝設計結果的編輯和輸出任務6.6 智能化CAPP6.6.1 工作過程6.6.2 CAPP專家系統開發(fā)工具任務6.7 計算機輔助夾具設計6.7.1 標準件庫6.7.2 開發(fā)標準件庫方法6.7.3 裝配圖設計環(huán)境6.7.4 夾具計算機輔助設計工作流程思考題項目7 計算機輔助制造技術(CAM)任務7.1 數控加工工藝基礎7.1.1 數控加工工藝概述7.1.2 數控加工工藝分析與設計任務7.2 數控加工編程技術概述7.2.1 數控加工基本原理7.2.2 數控編程7.2.3 數控程序的檢驗與仿真7.2.4 典型CAD／CAM軟件介紹任務7.3 數控加工編程方法7.3.1 二維數控編程的基本原理7.3.2 三維數控編程的基本原理7.3.3 曲面加工中的零件表面質量控制7.3.4 刀具干涉檢驗思考題項目8 典型零件CAD／CAM應用實例任務8.1 UG的應用8.1.1 UG簡介8.1.2 UG軟件典型應用實例任務8.2 Mastercam的應用8.2.Mastercam系統特性概述8.2.2 系統界面8.2.3 系統流程圖8.2.4 Mastercam軟件典型應用實例思考題項目9 CAD／CAM集成技術及發(fā)展任務9.1 21世紀制造業(yè)現狀及發(fā)展趨勢任務9.2 CIMS技術9.2.1 CIMS的構成9.2.2 CIMS的實施9.2.3 CIMS的經濟效益9.2.4 CIMS成功應用的案例任務9.3 工業(yè)機器人9.3.1 工業(yè)機器人的基本概念9.3.2 機器人的基本結構與工作原理9.3.3 工業(yè)機器人的應用及發(fā)展趨勢任務9.4 并行工程9.4.1 概述9.4.2 并行工程的定義和特點9.4.3 并行工程在技術支承上的要求9.4.4 并行工程的效益9.4.5 并行工程實施實例任務9.5 逆向工程9.5.1 逆向工程的原理和應用9.5.2 逆向工程的數據采集與后處理9.5.3 逆向工程在模具設計制造中的應用任務9.6 虛擬制造9.6.1 概述9.6.2 虛擬制造的定義9.6.3 虛擬制造的內涵9.6.4 CIMS的虛擬制造體系結構及環(huán)境9.6.5 虛擬現實技術在生產制造上的應用9.6.6 采用虛擬制造技術可以給企業(yè)帶來的效益思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：CAD／CAM技術是制造工程技術與計算機技術緊密結合、相互滲透而發(fā)展起來的一項綜合性應用技術，具有知識密集、學科交叉、綜合性強、應用范圍廣等特點。CAD／CAM技術是先進制造技術的重要組成部分，它的發(fā)展和應用使傳統的產品設計、制造內容和工作方式等都發(fā)生了根本性的變化。CAID／CAM技術已成為衡量一個國家科技現代化和工業(yè)現代化水平的重要標志之一。1.1.1 CAD技術由于在不同時期、不同行業(yè)中，計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD）技術所實現的功能不同，工程技術人員對CAD技術的認識也有所不同，因此很難給CAD技術下一個統一的、公認的定義。早在1972年10月，國際信息處理聯合會（IFIP）在荷蘭召開的“關于CAD原理的工作會議”上給出如下定義：CAD是一種技術，其中人與計算機結合為一個問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應用多學科方法的綜合性協作提供了可能。到20世紀80年代初，第二屆國際CAD會議上認為CAD是一個系統的概念，包括計算、圖形、信息自動交換、分析和文件處理等方面的內容。1984年召開的國際設計及綜合討論會上，認為CAD不僅是設計手段，而且是一種新的設計方法和思維。顯然，CAD技術的內涵將會隨著計算機技術的發(fā)展而不斷擴展。就目前情況而言，CAD是指工程技術人員以計算機為工具，運用自身的知識和經驗，對產品或工程進行方案構思、總體設計、工程分析、圖形編輯和技術文檔整理等設計活動的總稱，是一門多學科綜合應用的新技術。CAD是一種新的設計方法，它采用計算機系統輔助設計人員完成設計的全過程，將計算機的海量數據存儲和高速數據處理能力與人的創(chuàng)造性思維和綜合分析能力有機結合起來，充分發(fā)揮各自所長，使設計人員擺脫繁重的計算和繪圖工作，從而達到最佳設計效果。CAD對加速工程和產品的開發(fā)、縮短設計制造周期、提高質量、降低成本、增強企業(yè)創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。

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