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第1章 绪论1

1.1 产品的实现过程1

1.2 制造系统2

1.2.1 制造系统的概念2

1.2.2 计算机辅助设计与制造及其系统4

1.3 计算机辅助设计与制造系统5

1.3.1 系统的功能5

1.3.2 系统的分类7

1.3.3 系统的特点9

1.4 计算机辅助设计与制造技术及系统的发展9

1.4.1 计算机辅助设计与制造技术的发展历程9

1.4.2 产品数字化定义技术的发展历程12

1.4.3 计算机辅助设计与制造技术的应用15

1.4.4 计算机辅助设计与制造技术及系统的发展趋势16

习题19

第2章 计算机辅助设计与制造基础20

2.1 计算机辅助设计与制造软、硬件支撑环境20

2.1.1 CAD/CAM系统的结构20

2.1.2 CAD/CAM系统的硬件21

2.1.3 CAD/CAM系统的软件22

2.1.4 CAD/CAM系统的软、硬件选择原则25

2.2 计算机图形处理技术25

2.2.1 图形变换26

2.2.2 图形消隐36

2.2.3 图形裁剪42

2.2.4 图形渲染45

2.3 工程数据的计算机处理技术46

2.3.1 基本概念47

2.3.2 工程数据的程序化方法48

2.3.3 线图程序化49

2.3.4 工程数据的存储与管理50

2.4 制造信息系统52

2.4.1 制造信息系统的组成及功能52

2.4.2 C/S和B/S计算模式53

习题55

第3章 产品建模技术56

3.1 产品建模方法概述56

3.2 线框建模技术56

3.3 表面建模技术58

3.3.1 表面建模的基本原理58

3.3.2 贝塞尔（Bézier）曲线与曲面60

3.3.3 B样条曲线与曲面62

3.3.4 非均匀有理B样条（NURBS）曲线与曲面63

3.4 实体建模技术64

3.4.1 实体建模的基本原理64

3.4.2 实体建模方法65

3.4.3 实体模型表示方法68

3.5 特征建模技术70

3.5.1 特征建模的概念70

3.5.2 特征的分类70

3.5.3 基于特征的产品信息模型71

3.5.4 特征建模技术的作用71

3.6 产品制造信息的表示72

3.7 产品模型数据交换标准73

3.7.1 初始化图形交换规范IGES73

3.7.2 产品模型数据交换标准STEP74

3.7.3 产品数据交换标准存在的不足75

3.8 产品建模技术与工程应用75

3.8.1 绘制工程图样75

3.8.2 零件的三维建模76

3.8.3 逆向造型技术76

习题78

第4章 计算机辅助产品设计技术79

4.1 产品设计过程79

4.2 装配建模81

4.2.1 装配树与装配规划81

4.2.2 装配约束84

4.2.3 装配建模方法87

4.2.4 装配分析与输出89

4.2.5 装配建模实例——基于Pro/E的自上而下的减速器组件设计89

4.3 质量特性计算92

4.3.1 几何特性93

4.3.2 质量特性99

4.3.3 装配体的质量特性计算101

4.3.4 质量特性计算实例101

4.4 有限元分析103

4.4.1 基本原理及其应用104

4.4.2 基本方法105

4.4.3 有限元分析软件与CAD的集成109

4.4.4 实例分析110

习题112

第5章 计算机辅助工艺过程设计114

5.1 计算机辅助工艺过程设计技术114

5.1.1 计算机辅助工艺过程设计的分类114

5.1.2 计算机辅助工艺过程设计中的决策方法117

5.1.3 计算机辅助装配工艺过程设计129

5.2 成组技术134

5.2.1 基本原理134

5.2.2 零件的分类与编码135

5.2.3 成组工艺过程设计142

5.2.4 成组单元与成组生产组织143

5.2.5 成组技术在设计工作中的应用145

5.3 计算机辅助工艺过程设计系统146

5.3.1 计算机辅助工艺过程设计系统的组成146

5.3.2 计算机辅助工艺过程设计中产品设计信息的获取148

5.3.3 工艺信息及过程的管理151

5.4 基于模型定义技术的工艺过程设计155

5.4.1 基于模型定义的产品开发技术156

5.4.2 基于模型定义的三维数字化工艺过程设计158

习题160

第6章 数控系统与数控编程161

6.1 机床数控系统161

6.1.1 数控原理161

6.1.2 机床数控系统的组成及作用161

6.1.3 数控机床的分类170

6.2 零件加工的数控编程175

6.2.1 插补原理175

6.2.2 数控机床的坐标系178

6.2.3 数控程序结构与格式180

6.2.4 准备功能（G代码）182

6.2.5 固定循环指令189

6.2.6 辅助功能（M代码）191

6.2.7 子程序的应用192

6.3 计算机辅助编程基础194

6.3.1 CAD/CAM的图形交互自动编程软件概述194

6.3.2 图形交互自动编程的方法194

6.3.3 数控程序的检验198

6.4 计算机辅助自动编程实例202

6.4.1 UG NX4.0编程实例——叶片零件的编程与加工202

6.4.2 CAXA制造工程师——简单平面轮廓线的绘图和编程实例209

习题213

第7章 计算机辅助数控测量技术215

7.1 数控测量的基本概念215

7.1.1 计算机辅助质量系统215

7.1.2 数控测量的基本概念和系统组成216

7.2 坐标测量机217

7.2.1 坐标测量机的工作原理及方法218

7.2.2 坐标测量机的组成219

7.3 数控测量编程227

7.3.1 测量编程模式227

7.3.2 测量规划与编程228

7.3.3 测量程序标准与协议231

7.4 大尺寸测量系统235

7.4.1 大尺寸测量系统的产生及其特点235

7.4.2 关节臂测量机236

7.4.3 激光跟踪仪237

7.5 在机测量系统240

7.5.1 在机测量系统的组成241

7.5.2 数控机床的测头系统241

7.5.3 在机测量的应用场合242

习题244

第8章 自动化制造系统245

8.1 自动化制造系统概述245

8.1.1 制造系统的概念、组成及分类245

8.1.2 自动化制造系统的类型及特点247

8.2 柔性制造系统251

8.2.1 柔性制造系统的基本概念、特点及适用范围252

8.2.2 柔性制造系统的组成及工作原理253

8.2.3 柔性制造系统的物流系统256

8.2.4 柔性制造系统举例263

8.2.5 柔性制造系统的特征265

8.3 自动化制造系统的管理与控制266

8.3.1 自动化制造系统的递阶控制结构266

8.3.2 自动化制造系统的信息流模型及特征267

8.3.3 作业计划与调度管理270

8.3.4 工件流的管理与控制270

8.3.5 刀具流的管理与控制271

8.3.6 自动化立体仓库的管理与控制272

8.3.7 加工过程监控273

8.4 自动化制造系统的建模与仿真274

8.4.1 自动化制造系统建模与仿真的基本概念274

8.4.2 自动化制造系统建模与仿真的基本步骤278

8.4.3 自动化制造系统的仿真软件介绍279

8.4.4 柔性制造系统建模与仿真实例分析283

习题289

第9章 产品全生命周期管理290

9.1 产品全生命周期管理的基本概念和发展过程290

9.1.1 产品全生命周期管理的基本概念290

9.1.2 产品全生命周期阶段划分291

9.2 产品全生命周期管理信息293

9.2.1 产品全生命周期信息的构成293

9.2.2 产品全生命周期信息数据的交换与共享294

9.3 产品全生命周期管理系统296

9.3.1 产品全生命周期管理系统框架296

9.3.2 产品全生命周期管理系统的核心功能298

9.3.3 产品全生命周期管理的关键技术299

9.3.4 产品全生命周期管理带来的效益300

习题301

参考文献302