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第1章　绪论1

1.1　CAD/CAM的基本概念与发展概况1

1.1.1　制造业的重要性和先进制造技术1

1.1.2　CAD/CAM的基本概念2

1.1.3　CAD/CAM技术的发展历史4

1.1.4　CAD/CAM技术的应用9

1.2　CAD/CAM的工作过程和实质11

1.2.1　产品生命周期和产品设计11

1.2.2　CAD/CAM系统的工作过程17

1.2.3　CAD/CAM技术的实质和特点18

1.3　CAD/CAM技术的发展趋势20

习题23

第2章　CAD/CAM系统软硬件技术基础24

2.1　CAD/CAM系统的功能与结构24

2.1.1　CAD/CAM系统的功能24

2.1.2　CAD/CAM系统的结构27

2.2　CAD/CAM系统的硬件28

2.2.1　CAD/CAM系统的硬件构成28

2.2.2　CAD/CAM系统的输入／输出设备30

2.3　CAD/CAM系统的软件41

2.3.1　系统软件41

2.3.2　支撑软件42

2.3.3　应用软件44

2.4.1　CAD/CAM系统的类型46

2.4　CAD/CAM系统的类型46

2.4.2　CAD/CAM系统的配置与选择原则49

习题51

第3章　工程数据处理技术53

3.1　数表程序化53

3.1.1　数表的两种类型53

3.1.2　数表处理的两种方法54

3.1.3　数表的数组化和文件化处理54

3.2　数表公式化57

3.2.1　函数插值57

3.2.2　函数拟合61

3.3　线图程序化73

3.4.1　曲线、曲面概述74

3.4　工程中的曲线与曲面74

3.4.2　规则曲线75

3.4.3　Bezier曲线78

3.4.4　B样条曲线81

3.4.5　Bezier曲面87

3.4.6　B样条曲面89

习题90

第4章　计算机辅助工程分析91

4.1　CAD模型的基本分析方法91

4.2　有限元分析方法92

4.2.1　有限元分析的基本原理和工作过程93

4.2.2　有限元分析法的单元类型98

4.2.3　有限元分析的前、后置处理102

4.2.4　有限元分析软件简介109

4.3　优化设计方法111

4.3.1　优化设计的基本概念111

4.3.2　优化设计的数学基础与数值迭代法119

4.3.3　一维寻优125

4.3.4　无约束优化算法131

4.3.5　有约束优化方法137

4.3.6　建立优化模型及求解的几个问题139

4.4　数字化设计与虚拟样机技术141

4.4.1　虚拟样机技术及其系统结构142

4.4.2　虚拟样机技术的特点144

4.4.3　虚拟样机技术的应用145

习题147

第5章　数据结构和数据库技术149

5.1　数据结构的基本概念149

5.1.1　基本概念与术语149

5.1.2　数据的分级150

5.1.3　数据结构151

5.2　线性表154

5.2.1　线性表的逻辑结构154

5.2.2　线性表的物理结构154

5.2.3　线性表的两个特例161

5.3　树结构164

5.3.1　树的逻辑结构164

5.3.2　树的物理结构165

5.3.3　二叉树166

5.4.1　图的逻辑结构168

5.4.2　图的物理结构168

5.4　图和网168

5.4.3　网结构169

5.5　数据库的基本原理与应用169

5.5.1　数据管理的发展历史169

5.5.2　数据库系统的组成和数据库管理系统171

5.5.3　数据模型174

5.5.4　数据库软件及其技术发展178

习题181

6.1　计算机图形学概述183

6.1.1　计算机图形学的应用领域183

第6章　计算机图形学基础183

6.1.2　图形图像的基本概念185

6.1.3　图形处理的数学基础186

6.1.4　坐标系及坐标变换190

6.2　图形几何变换193

6.2.1　二维图形的几何变换194

6.2.2　二维图形几何变换的程序设计200

6.2.3　三维图形的几何变换209

6.2.4　三维图形几何变换的程序设计214

6.2.5　投影变换223

6.3　图形的裁剪、消隐和渲染240

6.3.1　图形裁剪240

6.3.2　图形消隐242

6.3.3　图形渲染246

6.4　图形标准249

6.4.1　图形标准概述249

6.4.2　CGM和CGI标准250

6.4.3　GSK和PHIGS标准252

6.4.4　GL和OpenGL253

习题255

第7章　几何建模与实体造型256

7.1　几何建模和造型技术概述256

7.2　产品建模与造型的基础知识258

7.2.1　形体的定义258

7.2.3　欧拉运算261

7.2.2　形体的正则集合运算261

7.3　线框模型、表面模型和实体模型262

7.3.1　线框模型262

7.3.2　曲面模型264

7.3.3　实体模型266

7.4　实体造型的方法267

7.4.1　空间划分法267

7.4.2　构造实体几何法268

7.4.3　边界表示法269

7.4.4　CSG与B-rep混合造型方法271

7.4.5　扫描表示法272

7.5　约束造型技术273

7.5.1　参数化造型技术274

7.5.2　特征造型278

7.5.3　参数化特征造型技术282

7.5.4　产品设计和造型技术的发展趋势286

习题291

第8章　计算机辅助数控加工和编程292

8.1　数控加工技术概述292

8.1.1　数控加工的基本概念292

8.1.2　数控机床的结构组成及分类293

8.1.3　数控技术的应用与数控机床的特点298

8.2　数控编程的基本概念299

8.2.1　数控机床的坐标系统299

8.2.2　数控编程的指令代码303

8.2.3　数控编程的内容和步骤312

8.2.4　数控编程的类型316

8.3　手工数控编程321

8.3.1　数控车削的手工编程321

8.3.2　数控铣削的手工编程323

8.4　APT自动编程语言326

8.4.1　自动编程语言的发展概况326

8.4.2　APT自动编程语言327

8.5　图形交互式自动编程343

8.5.1　图形交互式自动编程的原理与功能特点344

8.5.2　图形交互式自动编程的内容与步骤344

8.5.3　加工工艺决策的内容346

8.5.4　图形交互式自动编程系统的基本功能349

8.5.5　图形交互式自动编程系统的后置处理功能350

8.5.6　Pro/E的数控编程与后置处理351

8.6.1　加工仿真的含义354

8.6　加工过程仿真354

8.6.2　加工仿真的形式357

习题357

第9章　成组技术与计算机辅助工艺过程设计359

9.1　成组技术359

9.1.1　成组技术的基本概念359

9.1.2　零件族及成组工艺360

9.1.3　零件分类编码系统364

9.1.4　典型的零件分类编码系统368

9.1.5　成组工艺设计374

9.2.1　CAPP的基本概念377

9.2　计算机辅助工艺过程设计377

9.2.2　CAPP的系统结构与功能382

9.2.3　CAPP系统的类型与工作过程388

9.2.4　CAPP专家系统392

习题393

第10章　CAD/CAM集成技术395

10.1　CAD/CAM集成技术概述395

10.1.1　CAD/CAM集成技术的含义和作用395

10.1.2　CAD/CAM系统的集成方法397

10.2　CAD/CAM集成中的工程数据管理399

10.2.1　工程数据的类型及其特点399

10.2.2　基于工程数据库的CAD/CAM系统集成400

10.3.1　产品数据及其交换标准的基本概念402

10.3　CAD/CAM集成中的产品数据交换标准402

10.3.2　AutoCAD的DXF标准403

10.3.3　初始图形转换规范IGES404

10.3.4　产品模型数据交换标准STEP407

10.4　CAD/CAM集成中的产品数据管理413

10.4.1　产品数据管理概述414

10.4.2　PDM的基本概念及其发展历史415

10.4.3　PDM系统的体系结构及其基本功能416

10.4.4　基于PDM的CAD/CAM系统集成423

10.4.5　PDM系统的实施与PDM软件介绍425

习题430

11.1.1　高速切削的基本概念431

11.1　高速切削加工技术431

第11章　先进制造技术431

11.1.2　高速切削加工的关键技术及其发展方向434

11.2　逆向工程制造技术437

11.2.1　逆向工程的基本概念437

11.2.2　逆向工程的研究内容及基本步骤438

11.2.3　实物逆向工程及其关键技术440

11.2.4　逆向工程的典型应用445

11.3　快速原型制造技术448

11.3.1　快速原型制造技术概述448

11.3.2　典型的快速原型制造技术及其特点449

11.3.3　快速原型制造技术的应用与发展趋势455

习题457

参考文献458