機械CAD/CAM技術基礎

前言

　　“中心藏之，何日忘之”，在新中國成立60周年之際，時隔“21世紀高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”出版9年之后，再次為此系列教材寫序時，《詩經(jīng)》中的這兩句詩又一次涌上心頭，衷心感謝作者們的辛勤寫作，感謝多年來讀者對這套系列教材的支持與信任，感謝為這套系列教材出版與完善作過努力的所有朋友們。　　追思世紀交替之際，華中科技大學出版社在眾多院士和專家的支持與指導下，根據(jù)1998年教育部頒布的新的普通高等學校專業(yè)目錄，緊密結合“機械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案體系改革的研究與實踐”和“工程制圖與機械基礎系列課程教學內(nèi)容和課程體系改革研究與實踐”兩個重大教學改革成果，約請全國20多所院校數(shù)十位長期從事教學和教學改革工作的教師，經(jīng)多年辛勤勞動編寫了“21世紀高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”。這套系列教材共出版了20多本，涵蓋了“機械設計制造及其自動化”專業(yè)的所有主要專業(yè)基礎課程和部分專業(yè)方向選修課程，是一套改革力度比較大的教材，集中反映了華中科技大學和國內(nèi)眾多兄弟院校在改革機械工程類人才培養(yǎng)模式和課程內(nèi)容體系方面所取得的成果?！　∵@套系列教材出版發(fā)行9年來，已被全國數(shù)百所院校采用，受到了教師和學生的廣泛歡迎。目前，已有13本列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，多本獲國家級、省部級獎勵。其中的一些教材（如《機械工程控制基礎》《機電傳動控制》《杌械制造技術基礎》等）已成為同類教材的佼佼者。更難得的是，“21世紀高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”也已成為一個著名的叢書品牌。

內(nèi)容概要

CAD/CAM是一項使機械產(chǎn)品設計、制造模式發(fā)生了深刻變化的高新技術，是實施制造業(yè)信息化工程的基礎和關鍵。本書結合當前CAD/CAM技術應用的實際需要，分析論述了CAD/CAM技術基礎、計算機圖形處理技術、三維實體建模技術、CAE分析技術、數(shù)字化仿真分析技術、CAD/CAM專業(yè)應用軟件開發(fā)技術、CAPP技術、CAM技術、CAD/CAM集成技術等方面的基礎理論、技術和軟件應用方法。本書內(nèi)容新穎，體系合理，注重技術原理、應用方法和常用CAD/CAM軟件系統(tǒng)(Pro/E、ANSYS、ADAMS和MasterCAM)的結合，突出了教學內(nèi)容的實用性。本書可滿足機械工程專業(yè)本科教學的不同需要，亦可作為從事CAD/CAM系統(tǒng)研究、開發(fā)與應用的工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

第1章  CAD/CAM技術概論  1.1  制造業(yè)信息化中的計算機輔助技術  1.2  CAD/CAM技術內(nèi)涵  1.3  CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程與主要任務  1.4  CAD/CAM系統(tǒng)的硬件與軟件  1.5  CAD/CAM技術的發(fā)展歷程與趨勢  習題第2章  計算機圖形處理技術及其應用  2.1  計算機圖形學概述  2.2  圖形的概念  2.3  圖形系統(tǒng)與圖形標準  2.4  曲線描述基本原理  2.5  曲線設計  2.6  圖形變換  2.7  Pro/E二維繪圖  習題第3章  CAD/CAM建模技術及其應用  3.1  模型的基本概念  3.2  三維幾何建模的理論基礎  3.3  幾何實體建模方法  3.4  參數(shù)化產(chǎn)品幾何建模技術  3.5  特征建模技術  3.6  基于Pro/E的參數(shù)化特征建模技術  習題第4章  計算機輔助工程分析技術  4.1  CAE技術概述  4.2  有限元分析方法  4.3  有限元分析的前、后置處理  4.4  ANSYS軟件  習題第5章  數(shù)字化仿真分析技術  5.1  數(shù)字化仿真技術  5.2  虛擬樣機技術  5.3  ADAMS簡介  5.4  ADAMS的基礎知識及其運用  5.5  約束的概念  5.6  施加力及仿真處理  5.7  四連桿機構運動仿真  習題第6章  CAD/CAM專業(yè)應用軟件開發(fā)技術  6.1  應用軟件開發(fā)技術概述  6.2  工程數(shù)據(jù)計算機處理  6.3  專業(yè)CAD軟件開發(fā)方法  6.4  基于通用平臺的CAD專業(yè)軟件開發(fā)方法  6.5  基于SolidWorks的三維CAD軟件開發(fā)方法  6.6  CAD軟件開發(fā)流程與文檔資料要求  習題第7章  CAPP技術  7.1  CAPP概述  7.2  零件信息的描述與輸入  7.3  派生式CAPP系統(tǒng)  7.4  創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)  7.5  網(wǎng)絡化制造環(huán)境下的工藝設計方法  習題第8章  CAM技術及其應用  8.1  CAM的體系結構  8.2  數(shù)控加工及編程概述  8.3  數(shù)控語言及數(shù)控加工程序的編制  8.4  CAD系統(tǒng)與數(shù)控編程的連接  8.5  數(shù)控加工過程仿真  8.6  MasterCAM數(shù)控編程與實例分析  習趑第9章  CAD/CAM集成技術  9.1  CAD/CAM集成技術概述  9.2  CAD/CAM集成方式  9.3  CAD/CAM集成的關鍵技術問題  9.4  CAD/CAM集成軟件系統(tǒng)  9.5  產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準與接口技術  9.6  基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的集成  9.7  CAD/CAM集成軟件系統(tǒng)的發(fā)展  9.8  CIM系統(tǒng)  習題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　三維實體模型是關于物體幾何信息和拓撲信息的完整描述。實體建模的數(shù)學基礎是拓撲學和集合論。一個有效實體（簡稱為實體）應具有如下性質(zhì)?！　。?）剛性，即實體形狀與位置及方向無關?！　。?）有限性，即占有有限空間。　?。?）封閉性，即集合運算與剛體運動不改變有效實體的性質(zhì)，其表面具有連通性、有界性、非自交性、可定向性和閉合性等性質(zhì)。　?。?）邊界確定性。　?。?）維數(shù)一致性，即沒有懸面和懸邊?！　嶓w模型在機械產(chǎn)品的設計和制造中得到了廣泛的應用，主要表現(xiàn)在四個方面：首先，在設計中能隨時顯示零件形狀，并能利用剖切來檢查壁的厚薄情況如何、孔是否相交等，能進行物體的物理特性（如計算體積、面積、質(zhì)心、慣性矩等）的計算（簡稱物性計算），能檢查裝配中的干涉，能進行運動機構的模擬，等等，這樣就使設計者能及時發(fā)現(xiàn)問題并修改設計，從而提高設計質(zhì)量；其次，能產(chǎn)生二維工程圖，包括零件圖、裝配圖，還能進行工藝規(guī)程設計等；再次，制造中能利用生成的三維幾何模型進行數(shù)控自動編程及刀具軌跡的仿真，還能進行工藝規(guī)程設計等；最后，在機器人及柔性制造中已利用三維幾何模型進行裝配規(guī)劃、機器人視覺識別、機器人運動學及動力學的分析等?！　∩鲜鋈N模型是可以轉化的。實體模型可以轉化為表面模型，表面模型可以轉化為線框模型，但轉化是不可逆轉的。也就是說，表面模型不能轉化為實體模型，因為它所包含的信息比實體模型少；線框模型也不可以轉化為表面模型?！　?.2三維幾何建模的理論基礎　　3.2.1形體的定義　　幾何模型可用來描述產(chǎn)品對象兩方面的信息：幾何尺寸和拓撲結構。前者是指具有幾何意義的點、線、面等，具有確定的位置坐標和長度，面積等度量值；后者反映了形體的空間結構，包括點、邊、環(huán)、面、實體等形成的層次結構。任一實體均由空問封閉面組成，面由一個或多個封閉環(huán)確定，而環(huán)又由一組相鄰的邊組成，邊由兩點確定。點是最基本的拓撲信息。幾何模型的所有拓撲信息構成其拓撲結構（數(shù)據(jù)結構），它反映了產(chǎn)品對象幾何信息之間的連接關系。圖3.2描述了構成三維幾何形體的幾何元素及其層次結構。下面討論圖3.2中幾何元素的定義和性質(zhì)。

圖書封面

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