數字化設計與製造

本書系統地闡述了數字化設計與製造技術的產生背景、學科體系、理論方法、關鍵技術以及主流應用系統。全書內容包括：近現代製造業的發展歷程、製造技術進步的典型事件和關鍵人物；數字設計與製造技術產生的背景、發展歷史、學科體系及其系統組成；產品數據在計算機中的表示與處理方法；產品數字化造型技術及其主流軟體；數字化模擬、有限元分析和虛擬樣機技術；計算機輔助工藝規劃技術、成組技術以及數控加工技術；逆向工程與快速原型製造技術；產品數字化開發的集成技術。

本書可作為高等學校機械工程、工業工程、機械電子工程、車輛工程等專業相關課程的教材，也可供從事產品數字化開發、生產運作與管理、企業發展規劃與決策等領域的工程技術人員和管理人員參考。

前言

引論

1．1第一次工業革命

1．2第二次工業革命

1．3信息革命

思考題及習題

數字化設計與製造概述

2．1製造與製造業

2．1．1製造與製造業的基本概念

2．1．2製造系統的組成及其分類

2．2現代製造業面臨的挑戰及其發展趨勢

2．3數字化設計與製造的內涵及學科體系

2．4數字化設計與製造技術的特點

2．5數字化設計與製造技術的發展

2．5．1數字化設計與製造技術的發展史

2．5．2數字化設計與製造技術的發展趨勢

2．6數字化設計與製造技術的應用案例

思考題及習題

數字化設計與製造系統的組成

3．1數字化設計與製造系統的功能分析

3．2數字化設計與製造系統的軟硬體組成

3．2．1數字化設計與製造系統的硬體組成

3．2．2數字化設計與製造系統的軟體組成

3．3數字化設計與製造系統的建立

3．3．1軟體系統的開發流程

3．3．2軟硬體系統的選型

思考題及習題

產品數據在計算機中的表示與處理

4．1工程數據的類型及其數字化處理方法

4．1．1工程數據的類型

4．1．2工程數據的數字化處理方法

4．2數表的程序化處理

4．2．1簡單數表的程序化處理

4．2．2列表函數數表的插值處理

4．3線圖的程序化處理

4．3．1線圖的表格化處理

4．3．2線圖的公式化處理

4．4數據文件

4．4．1數據文件的生成與檢索

4．4．2工程數據的文件化處理

4．5數據結構與資料庫技術

4．5．1數據結構

4．5．2資料庫技術

4．6曲線和曲面的表示

4．6．1曲線和曲面的基本概念

4．6．2曲線和曲面的參數化方程

4．6．3參數曲線的代數形式和幾何形式

4．6．4參數化曲線

4．6．5參數化曲面

4．7產品數據交換標準

4．7．1產品數據交換標準概述

4．7．2常用的產品數據交換標準

思考題及習題

產品數字化造型技術

5．1數字化造型技術概述

5．2幾何形體在計算機內部的表示

5．2．1幾何信息和拓撲信息

5．2．2形體的定義及表示形式

5．3計算機圖形學的基本概念

5．3．1計算機圖形學概述

5．3．2坐標系統

5．3．3窗口與視口

5．3．4圖形變換

5．3．5圖形裁剪

5．4線框、曲面和實體造型技術

5．4．1線框造型

5．4．2曲面造型

5．4．3實體造型

5．5特徵造型和參數化造型技術

5．5．1特徵造型

5．5．2參數化造型

5．5．3參數化特徵造型

5．6數字化裝配技術

5．6．1數字化裝配的基本概念

5．6．2數字化裝配的功能及操作

5．7幾何形體的渲染技術

5．7．1消隱

5．7．2光照

5．7．3紋理

5．7．4顏色

5．8主流數字化造型軟體介紹

思考題及習題

數字化模擬技術

6．1數字化模擬技術概述

6．1．1數字化模擬技術及其分類

6．1．2數字化模擬的基本步驟

6．2數字化模擬技術中的有限元法(FEM)

6．2．1有限元法的基本概念

6．2．2有限元法的求解步驟

6．2．3主流有限元分析軟體介紹

6．2．4有限元法的應用案例

6．3虛擬樣機技術

6．3．1虛擬樣機技術概述

6．3．2主流虛擬樣機解決方案

6．3．3虛擬樣機軟體ADAMS介紹

思考題及習題

數字化製造技術

7．1數字化製造技術概述

7．2計算機輔助工藝規劃(CAPP)技術

7．2．1CAPP的基本概念

7．2．2CAPP的功能與模塊組成

7．2．3CAPP的類型

7．3成組技術(GT)

7．3．1成組技術的基本概念

7．3．2零件的分類編碼體系

7．3．3成組技術的應用案例

7．4數控(NC)加工技術概述

7．4．1數控加工的基本概念

7．4．2數控機床的組成及其分類

7．5數控(NC)編程技術

7．5．1數控機床的坐標系統

7．5．2數控編程的基本功能指令

7．5．3數控編程的高級編程功能

7．5．4數控編程的基本步驟

7．5．5數控編程的後置處理

7．5．6直接數字控制(DNC)技術

7．6數控高速切削加工(HSM)技術

思考題及習題

逆向工程與快速原型製造技術

8．1逆向工程技術概述

8．2逆向工程的研究內容及基本步驟

8．3實物逆向工程及其關鍵技術

8．3．1逆向對象的坐標數據採集

8．3．2實物逆向的數據處理及模型重構

8．4逆向工程技術應用實例

8．5逆向工程軟體介紹

8．6快速原型製造技術

8．6．1快速原型製造技術概述

8．6．2典型的快速原型製造工藝及設備

8．6．3快速原型製造技術的發展趨勢

8．6．4基於逆向工程的快速原型製造

思考題及習題

產品數字化開發的集成技術

9．1概述

9．2柔性製造系統

9．2．1柔性製造系統產生的背景

9．2．2柔性製造系統的組成與分類

9．3計算機集成製造系統

9．3．1計算機集成製造產生的背景及其定義

9．3．2計算機集成製造系統的分類

9．3．3計算機集成製造系統的開發模式與實施

9．4協同設計技術

9．4．1協同設計技術的發展及定義

9．4．2協同設計的關鍵技術

9．4．3協同設計的體系結構

9．4．4協同設計工具

9．5網路化製造技術

9．5．1網路化製造的定義及發展現狀

9．5．2網路化製造系統的體系結構

9．5．3網路化製造的基礎技術

9．6并行工程

9．6．1并行工程的產生和定義

9．6．2并行工程的特點

9．6．3并行工程的關鍵技術

9．6．4并行工程的實施模式

9．7產品數據管理技術

9．7．1產品數據管理產生的背景和定義

9．7．2產品數據管理系統的功能分析

9．7．3產品數據管理系統的技術規範

9．8產品全生命周期管理技術

9．8．1產品全生命周期管理的定義

9．8．2產品全生命周期管理的功能分析

9．8．3主流產品全生命周期管理軟體介紹

9．9數字化企業

思考題及習題

參考文獻