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第1章 引论1

1.1第一次工业革命1

1.2第二次工业革命3

1.3信息革命14

思考题及习题31

第2章 数字化设计与制造概述32

2.1制造与制造业32

2.1.1制造与制造业的基本概念32

2.1.2制造系统的组成及其分类34

2.2现代制造业面临的挑战及其发展趋势35

2.3数字化设计与制造的内涵及学科体系39

2.4数字化设计与制造技术的特点43

2.5数字化设计与制造技术的发展45

2.5.1数字化设计与制造技术的发展史45

2.5.2数字化设计与制造技术的发展趋势53

2.6数字化设计与制造技术的应用案例54

思考题及习题61

第3章 数字化设计与制造系统的组成62

3.1数字化设计与制造系统的功能分析62

3.2数字化设计与制造系统的软硬件组成65

3.2.1数字化设计与制造系统的硬件组成65

3.2.2数字化设计与制造系统的软件组成71

3.3数字化设计与制造系统的建立74

3.3.1软件系统的开发流程74

3.3.2软硬件系统的选型76

思考题及习题78

第4章 产品数据在计算机中的表示与处理79

4.1工程数据的类型及其数字化处理方法79

4.1.1工程数据的类型79

4.1.2工程数据的数字化处理方法80

4.2数表的程序化处理81

4.2.1简单数表的程序化处理81

4.2.2列表函数数表的插值处理82

4.3线图的程序化处理83

4.3.1线图的表格化处理84

4.3.2线图的公式化处理84

4.4数据文件85

4.4.1数据文件的生成与检索85

4.4.2工程数据的文件化处理86

4.5数据结构与数据库技术86

4.5.1数据结构86

4.5.2数据库技术90

4.6曲线和曲面的表示92

4.6.1曲线和曲面的基本概念92

4.6.2曲线和曲面的参数化方程93

4.6.3参数曲线的代数形式和几何形式94

4.6.4参数化曲线97

4.6.5参数化曲面100

4.7产品数据交换标准103

4.7.1产品数据交换标准概述103

4.7.2常用的产品数据交换标准104

思考题及习题108

第5章 产品数字化造型技术110

5.1数字化造型技术概述110

5.2几何形体在计算机内部的表示113

5.2.1几何信息和拓扑信息113

5.2.2形体的定义及表示形式114

5.3计算机图形学的基本概念116

5.3.1计算机图形学概述116

5.3.2坐标系统117

5.3.3窗口与视口118

5.3.4图形变换120

5.3.5图形裁剪123

5.4线框、曲面和实体造型技术124

5.4.1线框造型124

5.4.2曲面造型126

5.4.3实体造型128

5.5特征造型和参数化造型技术131

5.5.1特征造型131

5.5.2参数化造型132

5.5.3参数化特征造型134

5.6数字化装配技术137

5.6.1数字化装配的基本概念137

5.6.2数字化装配的功能及操作138

5.7几何形体的渲染技术142

5.7.1消隐142

5.7.2光照143

5.7.3纹理144

5.7.4颜色145

5.8主流数字化造型软件介绍146

思考题及习题149

第6章 数字化仿真技术152

6.1数字化仿真技术概述152

6.1.1数字化仿真技术及其分类152

6.1.2数字化仿真的基本步骤157

6.2数字化仿真技术中的有限元法（FEM）158

6.2.1有限元法的基本概念158

6.2.2有限元法的求解步骤159

6.2.3主流有限元分析软件介绍162

6.2.4有限元法的应用案例166

6.3虚拟样机技术171

6.3.1虚拟样机技术概述171

6.3.2主流虚拟样机解决方案174

6.3.3虚拟样机软件ADAMS介绍179

思考题及习题184

第7章 数字化制造技术185

7.1数字化制造技术概述185

7.2计算机辅助工艺规划（CAPP）技术186

7.2.1 CAPP的基本概念186

7.2.2 CAPP的功能与模块组成187

7.2.3 CAPP的类型188

7.3成组技术（GT）190

7.3.1成组技术的基本概念190

7.3.2零件的分类编码体系191

7.3.3成组技术的应用案例193

7.4数控（NC）加工技术概述201

7.4.1数控加工的基本概念201

7.4.2数控机床的组成及其分类202

7.5数控（NC）编程技术206

7.5.1数控机床的坐标系统206

7.5.2数控编程的基本功能指令211

7.5.3数控编程的高级编程功能222

7.5.4数控编程的基本步骤227

7.5.5数控编程的后置处理230

7.5.6直接数字控制（DNC）技术231

7.6数控高速切削加工（HSM）技术235

思考题及习题239

第8章 逆向工程与快速原型制造技术240

8.1逆向工程技术概述240

8.2逆向工程的研究内容及基本步骤240

8.3实物逆向工程及其关键技术243

8.3.1逆向对象的坐标数据采集244

8.3.2实物逆向的数据处理及模型重构247

8.4逆向工程技术应用实例251

8.5逆向工程软件介绍254

8.6快速原型制造技术257

8.6.1快速原型制造技术概述257

8.6.2典型的快速原型制造工艺及设备262

8.6.3快速原型制造技术的发展趋势269

8.6.4基于逆向工程的快速原型制造272

思考题及习题273

第9章 产品数字化开发的集成技术274

9.1概述274

9.2柔性制造系统274

9.2.1柔性制造系统产生的背景274

9.2.2柔性制造系统的组成与分类275

9.3计算机集成制造系统281

9.3.1计算机集成制造产生的背景及其定义281

9.3.2计算机集成制造系统的分类284

9.3.3计算机集成制造系统的开发模式与实施285

9.4协同设计技术286

9.4.1协同设计技术的发展及定义286

9.4.2协同设计的关键技术288

9.4.3协同设计的体系结构290

9.4 4协同设计工具293

9.5网络化制造技术295

9.5.1网络化制造的定义及发展现状295

9.5.2网络化制造系统的体系结构297

9.5.3网络化制造的基础技术302

9.6并行工程302

9.6.1并行工程的产生和定义302

9.6.2并行工程的特点304

9.6.3并行工程的关键技术306

9.6.4并行工程的实施模式310

9.7产品数据管理技术311

9.7.1产品数据管理产生的背景和定义311

9.7.2产品数据管理系统的功能分析312

9.7.3产品数据管理系统的技术规范315

9.8产品全生命周期管理技术317

9.8.1产品全生命周期管理的定义317

9.8.2产品全生命周期管理的功能分析319

9.8.3主流产品全生命周期管理软件介绍320

9.9数字化企业325

思考题及习题332

参考文献334