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目录1

第1章 CAD/CAM概述1

1.1 CAD/CAM的基本概念1

1.1.1 CAD/CAM的概念1

1.1.2 产品设计制造过程与CAD/CAM1

1.1.3 CAD/CAM系统的工作过程2

1.1.4 CAD/CAM的应用意义4

1.2 CAD/CAM系统的主要任务5

1.3 CAD/CAM技术发展简史与应用现状9

1.4 CAD与CAM之间的联系10

习题与思考题12

第2章 CAD/CAM系统的硬件和软件13

2.1 CAD/CAM系统结构13

2.2 CAD/CAM系统类型13

2.3 CAD/CAM系统的硬件15

2.4 CAD/CAM系统的软件21

2.4.1 系统软件21

2.4.2 CAD/CAM系统支撑软件23

2.4.3 应用软件及开发环境24

2.4.4 现代CAD/CAM主流支撑软件27

2.5 计算机网络30

2.5.1 概述30

2.5.2 计算机网络的拓扑结构30

2.5.3 客户／服务器工作模式32

2.5.4 局域网简介32

2.5.5 Internet与Web简介33

2.5.6 Intranet简介37

2.6.1 CAD/CAM硬件系统的选型原则38

2.6 CAD/CAM系统的选型原则38

2.6.2 CAD/CAM软件系统的选择原则39

习题与思考题39

第3章 CAD/CAM软件技术基础40

3.1 数据结构40

3.1.1 基本概念40

3.1.2 线性表41

3.1.3 树与二叉树52

3.2.1 工程数据特点及管理形式54

3.2 工程数据的数据库管理54

3.2.2 数据库系统原理55

3.2.3 数据库的数据模型56

3.2.4 关系型数据库管理系统57

3.2.5 数据库与高级语言接口62

3.3 工程数据的计算机处理64

3.3.1 数据表格的计算机处理64

3.3.2 函数的插值处理69

3.3.3 线图的程序处理71

习题与思考题74

第4章 计算机图形技术基础75

4.1 基本概念75

4.1.1 坐标系75

4.1.2 齐次坐标76

4.1.3 窗口与视口77

4.2 二维图形基本元素79

4.2.1 点与直线79

4.2.2 圆与圆弧80

4.3.1 二维基本变换81

4.3 图形几何变换81

4.3.2 二维组合变换84

4.3.3 三维图形几何变换89

4.4 参数化曲线与曲面91

4.4.1 曲线和曲面的参数表示91

4.4.2 贝齐埃（Bezier）曲线和曲面92

4.4.3 B样条（B-Spline）曲线和曲面97

4.4.4 非均匀有理B样条（NURBS）曲线和曲面98

习题与思考题100

5.1 三维几何造型技术101

第5章 三维CAD造型技术101

5.1.1 三维几何模型的计算机内部表示102

5.1.2 实体造型109

5.1.3 应用AutoCAD 2000进行实体造型实例112

5.2 参数化设计技术113

5.2.1 设计中的约束（Constraint）及其特性114

5.2.2 尺寸驱动与数据相关117

5.3.1 特征的概念及分类119

5.3 特征造型技术119

5.3.2 特征表达与特征关系121

5.3.3 特征模型123

5.3.4 特征造型方法123

5.4 应用Pro/E进行基于特征的实体造型125

5.4.1 基于特征的零件造型过程125

5.4.2 Pro/E中的特征126

5.4.3 特征创建基本方法127

5.4.4 应用Pro/E进行基于特征的实体造型实例129

5.5 产品装配造型技术130

5.5.1 装配造型基本概念131

5.5.2 装配约束132

5.5.3 装配结果显示132

5.5.4 两种设计过程：自顶向上和自顶向下设计过程134

5.5.5 Pro/E装配造型实例135

习题与思考题136

6.2.1 有限元分析的基本思想及分析求解步骤137

6.2 有限元分析的基本原理137

6.1 计算机辅助工程分析的主要内容137

第6章 计算机辅助工程分析137

6.2.2 有限元分析求解算例140

6.3 有限元分析的前置处理和后置处理143

6.3.1 有限元分析的前置处理143

6.3.2 有限元分析的后置处理144

6.3.3 CAD三维建模与前后置处理的关系145

6.4 建立有限元模型的策略146

6.4.1 有限元建模时一般考虑的几点问题146

6.4.2 建立计算模型的几个策略与方法151

6.5 常用的有限元分析软件及分析计算实例153

6.5.1 常用有限元分析计算软件简介153

6.5.2 用有限元分析软件ANSYS进行有限元分析计算实例154

6.6 优化设计157

6.6.1 优化设计的数学模型158

6.6.2 优化设计实例158

6.6.3 常用的优化求解方法161

6.7.1 仿真的基本概念163

6.7 计算机仿真技术163

6.7.2 计算机仿真的一般过程165

习题与思考题166

第7章 AutoCAD二次开发工具ObjectARX的应用168

7.1 ObjectARX简介168

7.1.1 ObjectARX程序设计环境168

7.1.2 ObjectARX类库简介169

7.1.3 建立ObjectARX应用程序172

7.2 AutoCAD数据库基础174

7.2.1 AutoCAD数据库概述175

7.2.2 基本的数据库对象176

7.2.3 在AutoCAD中创建对象176

7.2.4 在ObjectARX中创建对象178

7.3 建立良好的人机界面180

7.3.1 使用ObjectARX内置MFC类建立用户界面180

7.3.2 人机界面设计实例182

7.4 机械零件图的参数化绘制190

7.4.1 参数化编程概述190

7.4.2 参数化零件图绘制实例191

7.5 平面图形信息获取编程实例198

习题与思考题202

第8章 计算机辅助工艺过程设计系统203

8.1 CAPP的基本概念及意义203

8.2 CAPP系统的结构组成、功能及基本类型204

8.2.1 CAPP系统的结构组成204

8.2.2 CAPP的功能205

8.3.1 零件信息描述的内容及要求206

8.3 零件信息的描述及输入206

8.2.3 CAPP系统的基本类型206

8.3.2 零件信息描述方法207

8.3.3 零件信息输入方法215

8.4 派生式CAPP系统216

8.4.1 派生式CAPP系统的工作原理及特点216

8.4.2 派生式CAPP系统的研制步骤217

8.4.3 派生式CAPP系统实例223

8.5 创成式CAPP系统225

8.5.1 创成式CAPP系统的工作原理及特点225

8.5.2 创成式CAPP系统中的工艺决策逻辑226

8.6.1 综合式CAPP系统的工作原理230

8.6.2 综合式CAPP系统实例230

8.6 综合式CAPP系统230

8.7 其他类型的CAPP系统234

8.7.1 交互式CAPP系统234

8.7.2 智能式CAPP系统234

8.8 CAPP系统的其他功能及实现235

8.8.1 切削用量的确定235

8.8.3 工序图的自动生成和绘制236

8.8.2 工时定额的确定236

8.9 CAPP的发展趋势238

习题与思考题239

第9章 计算机辅助生产管理系统241

9.1 概 述241

9.2 计算机辅助生产管理系统的构成243

9.3 物料需求计划244

9.4 制造资源计划247

9.5 及时制生产251

9.6 最优生产技术255

9.7 企业资源计划258

9.8 供应链及供应链管理261

习题与思考题265

第10章 计算机辅助质量控制266

10.1 基本概念266

10.2 计算机辅助质量系统268

10.2.1 自动化的质量系统对企业的战略作用268

10.2.2 计算机辅助质量系统结构269

10.2.3 集成质量系统273

10.2.4 计算机辅助质量系统实例275

10.2.5 集成质量系统发展趋势277

10.3 质量数据自动采集与检测278

10.3.1 数据采集方式与检测方法278

10.3.2 三坐标测量机279

10.3.3 CMM的应用方式283

10.4 统计质量控制284

10.4.1 控制图的概念及原理284

10.4.2 控制图的判断285

10.4.3 控制图种类及选用286

10.4.4 计算机辅助SQC软件及发展趋势287

10.5 计算机辅助加工过程监控288

10.5.1 加工过程监控的特征信号与监控的方法288

10.5.2 计算机辅助加工过程监控289

10.5.3 产品质量和加工过程状态自动控制系统实例291

10.6 计算机辅助工序质量诊断292

10.6.1 工序质量诊断293

10.6.2 集成的测量和诊断系统简介294

习题与思考题296

第11章 计算机辅助数控程序编制298

11.1 数控编程的基本概念298

11.1.1 数控技术概述298

11.1.2 数控机床的分类299

11.1.3 数控机床的坐标系统299

11.1.4 数控程序指令代码301

11.2 数控加工程序的编制304

11.2.1 数控程序的工艺性设计304

11.2.2 数控车削编程305

11.2.3 数控铣削编程306

11.3 计算机数控自动编程308

11.3.1 计算机数控编程技术的发展308

11.3.2 MasteCAM数控编程系统309

11.4 CAD/CAM集成化数控编程系统317

11.4.1 CAD/CAM集成化数控编程系统原理317

11.4.2 刀具轨迹生成方法317

习题与思考题318

11.4.3 刀具轨迹验证技术318

第12章 CAD/CAM应用系统开发原理与方法320

12.1 软件工程的基本概念和原理320

12.1.1 软件工程的基本概念320

12.1.2 软件产品的开发过程321

12.1.3 软件分析与设计方法322

12.2 结构化软件分析及设计方法322

12.2.1 结构化软件分析方法322

12.2.2 结构化软件设计方法326

12.3.1 IDEF方法简介330

12.3 IDEF0方法330

12.3.2 图形表示331

12.3.3 分解步骤333

12.3.4 工作阶段336

12.4 IDEF1方法336

12.4.1 IDEF1方法的基本概念336

12.4.2 IDEF1x的成分及其图形表示337

12.4.3 IDEF1x的建模过程340

12.5 快速原型方法341

12.6.1 面向对象设计的基本原理342

12.6 面向对象的设计342

12.6.2 面向对象设计的设计实例346

12.7 CAD/CAM应用系统开发实例352

12.7.1 系统要求352

12.7.2 系统功能模型的建立353

12.7.3 系统业务流程的建立354

12.7.4 数据库系统设计356

12.7.5 模块划分、界面设计和系统软件结构设计与实现358

习题与思考题360

第13章 CAD/CAM系统集成361

13.1 CAD/CAM集成的概念361

13.2 CAD/CAM系统集成方式362

13.2.1 通过专用数据接口程序交换产品信息的集成方式362

13.2.2 通过标准数据格式文件交换产品信息的集成方式362

13.2.3 通过统一的产品模型交换产品信息的集成方式363

13.2.4 基于产品数据管理的集成方式363

13.3.1 初始图形信息交换规范（IGES）366

13.3 基于IGES的CAD/CAM数据交换366

13.3.2 基于IGES文件的CAD/CAM数据交换369

13.3.3 IGES在数据交换中存在的问题370

13.4 基于STEP的CAD/CAM产品数据交换371

13.4.1 STEP基本概念371

13.4.2 STEP的组成371

13.4.3 STEP的层次结构372

13.4.4 STEP的产品信息描述与产品信息模型的建立373

13.4.5 STEP应用协议与产品信息模型的建立379

13.4.7 基于STEP的产品数据交换方式381

13.4.6 STEP集成资源381

13.4.8 STEP实施的一致性测试386

13.4.9 STEP的使用方法386

13.4.10 STEP应用工具386

13.5 集成化产品数据建模387

13.5.1 集成化产品数据模型的基本内容387

13.5.2 基于特征的集成化产品数据模型388

13.5.3 面向CAD/CAPP集成的STEP零件信息模型389

习题与思考题392

第14章 CAD/CAM技术发展393

14.1 并行工程393

14.1.1 并行工程的提出与定义393

14.1.2 并行工程的关键技术395

14.1.3 并行设计系统395

14.1.4 并行工程的实施397

14.2 产品数据管理399

14.2.1 PDM的需求399

14.2.4 PDM软件系统的功能400

14.2.3 PDM系统的体系结构400

14.2.2 PDM的基本概念400

14.2.5 PDM的发展趋势405

14.3 快速成形制造405

14.3.1 快速成形制造技术原理405

14.3.2 典型的RPM技术406

14.3.3 快速成形制造的特点408

14.4 虚拟制造409

14.4.1 虚拟现实技术409

14.3.4 RPM的应用及发展趋势409

14.4.2 虚拟制造412

14.4.3 虚拟产品开发417

14.5 敏捷制造421

14.6 分散网络化CAD/CAM424

14.6.1 网络CAD概述424

14.6.2 制造网络426

14.6.3 分散网络化制造系统430

习题与思考题432

参考文献433