机械CAD/CAM技术-(第三版)

第1章 绪论....................................................... 1 1.1　概述.............................................................. 1 1.1.1 CAD/CAM的基本概念...................... 1 1.1.2 CAD/CAM集成的概念...................... 5 1.1.3 产品生产过程与CAD/CAM过程..... 6 1.2 CAD/CAM技术的应用和发展.................. 7 1.2.1 CAD/CAM技术的应用...................... 7 1.2.2 CAD/CAM技术的历史沿革.............. 7 1.2.3 CAD/CAM技术的发展趋势............ 11 1.2.4 CAD/CAM技术产生的效益............ 16 思考题................................................................. 17 第2章 CAD/CAM系统............................... 18 2.1 CAD/CAM系统基础................................ 18 2.1.1 CAD/CAM系统的组成.................... 18 2.1.2 CAD/CAM系统的功能.................... 18 2.1.3 CAD/CAM系统的选型及配置........ 19 2.1.4 CAD/CAM系统的工作方式............ 20 2.1.5 CAD/CAM系统的工作过程............ 20 2.1.6 CAD/CAM系统集成的关键技术.... 21 2.1.7 CAD/CAM集成的体系结构............ 24 2.1.8 CAD/CAM集成的发展趋势............ 24 2.2 CAD/CAM系统的硬件与软件................ 25 2.2.1 硬件的组成........................................ 25 2.2.2 软件的组成........................................ 28 2.2.3 操作系统............................................ 28 2.2.4 CAD/CAM系统的支撑软件............ 28 2.2.5 CAD/CAM软件的选择原则............ 29 2.3 国内外典型CAD/CAM软件简介........... 29 2.3.1　I-deas软件......................................... 30 2.3.2 Pro/E软件.......................................... 30 2.3.3 UG软件............................................. 31 2.3.4 MDT软件.......................................... 31 2.3.5 MasterCAM软件............................... 32 2.3.6 CAXA系列软件............................... 32 2.4　工程数据库与计算机网络技术 在CAD/CAM系统中的应用.................... 33 2.4.1 CAD/CAM系统和工程数据库........ 33 2.4.2 CAD/CAM系统和网络.................... 35 2.4.3 产品数据交换标准............................ 36 思考题................................................................. 40 第3章 CAD技术........................................... 41 3.1 几何造型技术............................................ 41 3.1.1 参数化造型技术................................ 41 3.1.2 变量化造型技术................................ 42 3.1.3 特征造型技术.................................... 43 3.2　草绘............................................................ 45 3.2.1 草绘界面............................................ 45 3.2.2 基本草绘............................................ 47 3.2.3 约束.................................................... 51 3.2.4 标注尺寸............................................ 52 3.2.5　修改尺寸............................................ 54 实训..................................................................... 55 3.3　基本特征.................................................... 59 3.3.1 拉伸特征............................................ 60 3.3.2 旋转特征............................................ 62 3.3.3 扫描特征............................................ 63 3.3.4 混合特征............................................ 65 实训..................................................................... 66 3.4　基准特征.................................................... 72 3.4.1 基准平面............................................ 72 3.4.2 基准轴................................................ 74 3.4.3 基准点................................................ 76 3.4.4　基准曲线............................................ 78 3.4.5　坐标系................................................ 79 实训..................................................................... 80 3.5　放置特征.................................................... 83 3.5.1 孔特征................................................ 83 3.5.2 筋特征................................................ 86 3.5.3 抽壳.................................................... 87 3.5.4 倒圆角特征........................................ 89 3.5.5 倒角特征............................................ 90 3.5.6　拔模特征............................................ 92 实训..................................................................... 95 3.6 特征操作.................................................. 101 3.6.1 复制.................................................. 101 3.6.2 镜像.................................................. 105 3.6.3 阵列.................................................. 105 实训................................................................... 110 3.7　工程图...................................................... 115 3.8　装配.......................................................... 122 3.8.1 创建装配文件.................................. 122 3.8.2　装配约束关系.................................. 124 3.8.3　【元件放置】操控板...................... 127 实训................................................................... 128 第4章 CAM技术........................................ 131 4.1 数控加工工艺基础.................................. 131 4.1.1 数控机床的选择.............................. 131 4.1.2 加工工序的划分.............................. 131 4.1.3 工件的装夹方式.............................. 132 4.1.4 对刀点与换刀点的确定.................. 132 4.1.5 选择走刀路线.................................. 132 4.1.6 刀具选择.......................................... 133 4.1.7 切削用量的确定.............................. 133 4.2 图形交互自动编程技术概述.................. 134 4.2.1 数控自动编程的一般过程、 类型及特点...................................... 134 4.2.2 图形交互自动编程系统的组成...... 135 4.2.3 图形交互自动编程的基本步骤...... 137 4.2.4　图形交互自动编程的特点.............. 138 4.3　数控加工工艺分析.................................. 138 4.3.1 确定工件坐标系.............................. 139 4.3.2　确定刀具尺寸.................................. 141 4.4 铣削加工的刀具轨迹生成...................... 150 4.4.1 数控铣削工艺特点.......................... 150 4.4.2 体积块铣削数控加工...................... 151 4.4.3 局部铣削数控加工.......................... 155 4.4.4 曲面铣削数控加工.......................... 163 4.4.5 表面铣削数控加工.......................... 166 4.4.6 轮廓铣削数控加工.......................... 167 4.4.7 腔槽铣削数控加工.......................... 168 4.4.8　粗加工及精加工数控加工.............. 169 实训................................................................... 172 4.5 孔加工、车削加工的刀具轨迹生成...... 188 4.5.1 孔加工工步...................................... 188 4.5.2 车削加工.......................................... 191 实训................................................................... 199 4.6 相关技术.................................................. 211 4.6.1 加工过程仿真.................................. 211 4.6.2 后置处理.......................................... 215 4.6.3 CAD/CAM数据通信...................... 222 第5章 CAD/CAM集成技术及发展...... 223 5.1 21世纪制造业的特点............................. 223 5.1.1 产品、市场与环境特点.................. 223 5.1.2 技术特点.......................................... 224 5.1.3 CAD/CAM技术和先进制造 技术体系.......................................... 226 5.1.4 先进制造技术的特色和 发展趋势.......................................... 230 5.2 CIMS........................................................ 232 5.2.1 CIMS的构成................................... 233 5.2.2 CIMS的控制体系结构................... 234 5.2.3 CIMS中的信息集成....................... 236 5.2.4 CIMS的关键技术........................... 236 5.2.5 CIMS的实施要点........................... 237 5.2.6 CIMS的经济效益........................... 238 5.2.7 CIMS的研究发展趋势................... 238 5.3 工业机器人.............................................. 238 5.3.1　工业机器人的基本概念.................. 239 5.3.2 工业机器人的机械结构.................. 241 5.3.3 工业机器人的控制原理.................. 242 5.3.4 工业机器人的应用及发展趋势...... 243 5.4 有限元分析.............................................. 246 5.4.1　有限元法的基本思想...................... 246 5.4.2　有限元分析法的应用...................... 246 5.4.3　常用有限元软件.............................. 247 5.4.4　有限元分析的一般流程.................. 248 5.5 CAPP技术.............................................. 250 5.5.1 CAPP的概念及意义....................... 250 5.5.2 CAPP系统的分类........................... 251 5.5.3 CAPP系统的基础技术................... 252 5.5.4 CAPP软件的基本功能................... 253 5.5.5 CAPP与企业信息集成................... 255 5.5.6 CAPP技术的发展趋向................... 256 5.6 并行工程.................................................. 257 5.6.1 并行工程的定义和特点.................. 257 5.6.2 并行工程的关键技术...................... 259 5.6.3 并行工程的效益.............................. 260 5.7 成组技术.................................................. 261 5.7.1 成组技术产生的背景...................... 261 5.7.2 成组技术的原理.............................. 261 5.7.3 零件的分类编码.............................. 262 5.7.4 成组加工工艺.................................. 263 5.7.5 成组加工生产的组织形式.............. 264 5.7.6 成组技术的成效............................ 265 5.8 逆向工程.................................................. 265 5.8.1 逆向工程的定义及应用领域.......... 265 5.8.2 逆向工程的关键技术及 实施过程.......................................... 266 5.8.3 逆向工程中常用的测量方法.......... 267 5.9 快速成形技术.......................................... 269 5.9.1 快速成形技术的基本原理.............. 269 5.9.2 快速成形技术的特点...................... 270 5.9.3 典型快速成形工艺.......................... 271 5.9.4 快速成形技术的应用和 发展趋势.......................................... 277 5.10 虚拟制造................................................ 278 5.10.1 虚拟制造的定义及特点................ 278 5.10.2 虚拟制造系统的分类及功能........ 279 5.10.3 虚拟制造系统的基本工作流程及 关键技术........................................ 280 5.10.4 虚拟制造系统存在的问题............ 283 5.10.5 虚拟现实技术在生产制造上 的应用............................................ 283 5.10.6 虚拟制造技术的经济效益............ 284 5.11　敏捷制造................................................ 285 5.11.1　敏捷制造的概念............................ 285 5.11.2　动态联盟........................................ 287 5.11.3　动态联盟的远程协同 设计系统........................................ 288 5.12　智能制造................................................ 290 5.12.1　智能制造系统IMS的提出........... 290 5.12.2　IMS的定义及特征........................ 290 5.12.3　IMS的支撑技术及研究热点........ 291 5.12.4　中国制造2025............................... 292 5.13 产品数据管理(PDM)............................ 294 5.13.1 引入PDM的意义......................... 294 5.13.2 PDM的基本概念.......................... 295 5.13.3 PDM系统的体系结构.................. 296 5.13.4 PDM软件系统的功能.................. 296 5.13.5 PDM的发展趋势.......................... 301 思考题............................................................... 302 参考文献............................................................. 304