数字化设计制造技术及应用案例

本书是普通高等院校数 字化设计与制造(CAD／ CAM)课程的教学用书。数 字化设计制造技术是普通高 等院校机械工程类专业的一 门重要专业必修课程。全书 共分8章，在论述数字化设 计与制造技术的基本原理、 关键技术和应用方法的基础 上，结合Siemens PLM软件 公司UG NX 12等软件，介 绍了图形处理技术、三维建 模技术、数字化装配技术、 数字化仿真技术、数控加工 编程、CAM系统自动编程、 产品数字化开发集成技术等 。每章附有思考题，个别图 片可扫码观看彩色效果，以 便于教学和研讨。 本书适合作为普通高等 院校机械工程类专业课教材 ，也可作为从事产品数字化 开发工作的科研人员和数控 加工技术人员的参考书。

第1章 数字化设计与制造概论 1.1 数字化制造学科体系 1.1.1 基本概念 1.1.2 学科体系 1.2 数字化制造的科学技术基础 1.3 数字化制造发展历程与发展趋势 1.3.1 发展历程 1.3.2 发展趋势 1.4 UG NX软件介绍 1.4.1 UG NX用户界面 1.4.2 UG NX功能模块 1.4.3 UG Nx基本操作 思考题 第2章 图形处理技术基础 2.1 坐标系与窗口 2.1.1 坐标系统 2.1.2 窗口和视区 2.2 图形几何变换 2.2.1 几何变换基础 2.2.2 二维图形的基本几何变换 2.2.3 二维图形的组合变换 2.2.4 三维图形的几何变换 2.2.5 三维图形的投影变换 2.3 曲线与曲面的参数表示 2.3.1 曲线的参数表示 2.3.2 Bezier曲线 2.3.3 B样条曲线 2.3.4 NURBS曲线 2.3.5 曲面的参数表示 2.4 UG NX曲线与曲面设计案例 2.4.1 UG NX曲线与曲面设计 2.4.2 车身表面建模方法 2.4.3 车身曲面质量的评价方法 思考题 第3章 三维建模技术 3.1 三维几何建模 3.1.1 基本概念 3.1.2 线框建模 3.1.3 表面建模 3.1.4 实体建模 3.2 特征建模 3.2.1 特征的定义与分类 3.2.2 特征建模 3.3 参数化设计 3.3.1 基本概念 3.3.2 实现方法 3.4 UG NX三维建模案例 3.4.1 活塞零件三维设计 3.4.2 凸轮零件参数化设计 3.4.3 汽车后视镜创意设计 思考题 第4章 数字化装配技术 4.1 装配模型 4.1.1 装配术语及定义 4.1.2 装西己关系与装配树 4.1.3 装配模型的信息组成 4.2 装配约束与WAVE技术 4.2.1 装配约束分析 4.2.2 装配约束规划 4.2.3 WAVE技术 4.3 装配模型管理与分析 4.3.1 装配模型管理 4.3.2 装配模型分析 4.4 UG NX装配设计案例 4.4.1 齿轮油泵装配设计 4.4.2 二级减速器bottom-up装配设计方法 4.4.3 二级减速器top-down装配设计方法 4.4.4 两种装配设计方法比较 思考题 第5章 数字化仿真技术 5.1 数字化仿真概述 5.2 弹性力学基本知识 5.2.1 弹性力学的基本假设 5.2.2 弹性力学的基本变量 5.2.3 弹性力学的基本方程 5.2.4 弹性力学中的能量原理 5.2.5 平面问题的基本理论 5.3 有限元法 5.3.1 有限元法概述 5.3.2 有限元法的基本步骤与误差分析 5.3.3 有限元法在工程中的应用 5.3.4 UG NX有限元分析 5.4 UG NX运动仿真分析 5.4.1 运动仿真基本流程 5.4.2 液压挖掘机工作装置运动仿真 5.5 虚拟样机技术 5.5.1 ADAMS软件概述 5.5.2 ADAMS仿真分析流程 5.5.3 轮式装载机工作装置优化设计 思考题 第6章 数控加工编程基础 6.1 数控编程步骤和方法 6.1.1 数控编程的内容和步骤 6.1.2 数控程序格式 6.1.3 数控编程的指令代码 6.1.4 数控程序编制方法 6.2 机床坐标系和工件坐标系 6.2.1 机床坐标系 6.2.2 工件坐标系 6.2.3 坐标原点与参考点 6.3 数控加工工艺基础 6.3.1 数控机床的合理选用 6.3.2 数控加工工艺设计 6.4 数控编程中的数值计算 6.4.1 数值换算 6.4.2 基点和节点计算 6.4.3 非圆曲线节点分析与计算 6.5 数控编程案例分析 6.5.1 数控车编程案例 6.5.2 数控铣编程案例 6.5.3 APT语言自动编程案例 思考题 第7章 CAM系统自动编程 7.1 Nx CAM加工基础 7.1.1 NX CAM加工环境设置 7.1.2 NX CAM的界面操作 7.1.3 NX CAM加工刀具轨迹的构成 7.2 Nx CAM加工流程与参数设置 7.2.1 NX CAM加工流程 7.2.2 NX CAM编程参数设置 7.3 Nx CAM编程技术 7.3.1 二维轮廓数控编程 7.3.2 三坐标数控编程 7.3.3 多坐标数控编程 7.4 Nx CAM数控铣削加工方法与叶轮五坐标编程 7.4.1 NXCAM数控铣削加工方法 7.4.2 叶轮五坐标编程 思考题 第8章 产品数字化开发集成技术 8.1 CAx集成概述 8.2 产品数据交换技术 8.2.1 产品数据交换接口 8.2.2 IGES标准 8.2.3 STEP标准 8.2.4 JT数据格式 8.3 产品全生命周期管理 8.3.1 基本概念 8.3.2 PLM发展回顾 8.3.3 PLM发展趋势 8.4 基于MBD数字化工艺设计 8.4.1 基于MBD三维设计技术 8.4.2 基于MBD的工艺信息模型 8.4.3 三维工艺规程设计技术 8.4.4 三维机加工艺信息存储与管理 8.5 数字制造信息集成技术 8.5.1 基于STEP的信息集成方法 8.5.2 基于XML的信息集成方法 8.5.3 基于EAI的信息集成方法 思考题 参考文献