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目录1

序1

前言1

第1章　数字化设计与制造技术引论1

1.1 产品开发与数字化开发技术1

1.2　数字化设计与制造的内涵及学科体系5

1.3　数字化设计与制造技术的特点8

1.4　数字化设计与制造技术的应用实例10

习题14

第2章　数字化设计与制造系统的组成15

2.1 数字化设计与制造技术的发展15

2.1.1 数字化设计与制造技术的历史15

2.1.2　数字化设计与制造技术的发展趋势23

2.2 数字化设计与制造系统的组成25

2.3 数字化设计与制造系统的建立29

2.3.1 软件系统的开发流程30

2.3.2　软硬件系统的选型32

习题34

第3章　计算机图形学基础35

3.1 概述35

3.1.1　计算机图形学的研究内容35

3.1.2　坐标系统36

3.1.3　窗口与视口39

3.2 图形变换40

3.2.1 图形变换的数学基础41

3.2.2　二维图形的几何变换41

3.3 图形裁剪44

3.3.1 线段的裁剪45

3.3.2 Cohen-Sutherland线段裁剪算法46

3.4 曲线及曲面的表示46

3.4.1 曲线和曲面的基本概念47

3.4.2 曲线和曲面的参数化方程48

3.4.3　参数曲线的代数形式和几何形式50

3.4.4　参数化曲线53

3.4.5　参数化曲面58

3.5.1 消除隐藏线及隐藏面61

3.5 图形显示的渲染技术61

3.5.2　光照模型63

3.5.3　纹理处理67

3.5.4　颜色处理68

习题69

第4章　产品数字化造型技术71

4.1 产品数字化造型技术概述71

4.2　形体在计算机内部的表示72

4.2.1 几何信息和拓扑信息72

4.2.2　形体的定义及表示形式73

4.3 基于线框、曲面及实体的产品造型技术75

4.3.1　线框造型75

4.3.2　曲面造型77

4.3.3　实体造型79

4.4　产品的特征及参数化造型技术83

4.4.1　特征造型83

4.4.2　参数化造型85

4.4.3　参数化特征造型87

4.5　产品的数字化装配技术91

4.5.1　数字化装配的基本概念91

4.5.2　数字化装配的功能及操作92

4.6　数字化设计软件中的关键技术及研究热点96

4.6.1 数字化设计软件中的关键技术96

4.6.2　数字化设计软件中的研究热点98

4.7 产品数据与产品数据交换标准99

4.7.1 产品数据与产品数据交换99

4.7.2　常用的产品数据交换标准101

4.8　主流数字化造型软件介绍107

习题109

第5章　数字化仿真技术110

5.1 数字化仿真技术概述110

5.1.1　仿真技术及其分类110

5.1.2　数字化仿真的基本步骤112

5.1.3　数字化仿真软件114

5.2.1 有限元法的基本概念116

5.2 数字化仿真技术中的有限元法116

5.2.2　有限元法的基本原理及求解步骤117

5.2.3　有限元分析软件122

5.3　基于计算机的产品优化设计技术126

5.3.1　优化设计及其发展126

5.3.2　优化设计的数学模型126

5.3.3　优化问题的分类129

5.3.4　优化设计的步骤及注意事项130

5.3.5　优化设计举例133

5.4 塑料模具成型过程的数字化仿真实例135

5.4.1 数字化仿真技术与塑料模具开发135

5.4.2　仿真技术在注射模具成型过程中的应用136

5.5　虚拟样机技术144

5.5.1　虚拟样机技术概述144

5.5.2　虚拟样机分析软件介绍145

习题152

6.1 数字化制造技术概述154

第6章　数字化制造技术154

6.2　计算机辅助工艺规划技术155

6.2.1　计算机辅助工艺规划的基本概念155

6.2.2　CAPP的基本功能与模块组成155

6.2.3　CAPP的类型157

6.2.4　CAPP与企业信息集成158

6.3　成组技术159

6.4.1　数控加工的基本概念161

6.4　数控加工技术概述161

6.4.2　数控机床的组成及分类162

6.5　数控编程技术168

6.5.1　数控机床的坐标系统168

6.5.2　数控编程的基本功能指令173

6.5.3　数控编程的高级编程功能187

6.5.4　数控编程的基本步骤及方法193

6.5.5　数控编程的后置处理197

6.5.6　DNC技术199

6.6　数控高速切削加工技术204

习题208

7.1　逆向工程技术概述209

第7章　逆向工程与快速原型制造技术209

7.2　逆向工程的研究内容及基本步骤210

7.3 实物逆向工程及其关键技术214

7.3.1 实物逆向对象的坐标数据采集214

7.3.2　实物逆向的数据处理及模型重构219

7.4 逆向工程技术应用实例225

7.5　逆向工程软件模块介绍228

7.6　快速原型制造技术232

7.6.1　快速原型制造技术概述232

7.6.2　典型快速原型制造工艺及装备239

7.6.3 快速原型制造技术的发展趋势249

7.6.4　基于逆向工程的快速原型制造251

习题252

8.1 计算机集成制造系统254

8.1.1　计算机集成制造系统的定义及组成254

第8章　产品数字化开发的集成技术254

8.1.2　CIMS的分类259

8.1.3　CIMS的开发模式及实施260

8.2 并行工程261

8.2.1 并行工程的产生和定义261

8.2.2　并行工程的特点262

8.2.3 并行工程的关键技术265

8.2.4　并行工程的实施模式270

8.3.1 计算机支持的协同设计技术271

8.3 协同设计与网络化制造271

8.3.2 网络化制造技术282

8.4 产品全生命周期的数字化管理技术287

8.4.1　产品全生命周期管理的定义287

8.4.2　PLM的管理功能分析288

8.4.3 主流PLM软件介绍290

习题294

附录　缩略语表295

参考文献299