本書全面系統地描述了產品全生命周期中CAD/CAM技術的基本概念、基本理論和基本方法。全書共分為12章，主要內容包括CAD/CAM技術概述、CAD/CAM系統、計算機圖形處理技術、計算機輔助概念設計、CAD/CAM建模技術、CAD/CAM裝配建模技術、計算機輔助工程分析、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助制造技術、計算機輔助質量管理技術、CAD/CAM系統集成及CAD/CAM應用軟件開發技術等。
全書將概念、理論與應用有機結合，在建模、分析、工藝、編程及二次開發等章節分別增加了SolidWorks、開目CAPP、MasterCAM、ANSYS等軟件的應用實例。
第1章 CAD/CAM技術概述 （1）
1.1 CAD/CAM技術的基本概念 （1）
1.2 CAD/CAM技術 （2）
1.2.1 CAD技術 （2）
1.2.2 CAE技術 （2）
1.2.3 CAPP技術 （4）
1.2.4 CAM技術 （4）
1.2.5 CAQ技術 （5）
1.2.6 PDM技術 （5）
1.3 CAD/CAM技術在產品設計制造
過程中的地位 （6）
1.4 CAD/CAM系統的功能與任務 （7）
1.4.1 CAD/CAM系統的基本功能 （7）
1.4.2 CAD/CAM系統的主要任務 （7）
1.5 CAD/CAM技術的應用和發展 （9）
1.5.1 CAD/CAM技術在工業中的
應用 （9）
1.5.2 CAD/CAM技術的發展趨勢 （10）
習題與思考題 （12）
第2章 CAD/CAM系統 （13）
2.1 CAD/CAM系統的組成與分類 （13）
2.1.1 CAD/CAM系統的組成 （13）
2.1.2 CAD/CAM系統的分類 （15）
2.2 CAD/CAM系統的硬件與支撐軟件 （15）
2.2.1 CAD/CAM系統的硬件 （15）
2.2.2 CAD/CAM系統的支撐軟件 （18）
2.3 CAD/CAM系統的設計原則 （20）
2.3.1 系統設計的總體原則 （20）
2.3.2 系統中硬件設備的選用原則 （22）
2.4 網絡化CAD/CAM系統 （23）
2.4.1 概述 （23）
2.4.2 計算機網絡的拓撲結構和
網絡協議 （23）
2.4.3 客戶機/服務器工作模式 （24）
2.4.4 CAD/CAM系統和網絡 （25）
2.5 基于云計算的CAD/CAM系統 （26）
2.5.1 云計算的概念與組成 （26）
2.5.2 CAD/CAM云設計平臺概念
和技術體系 （27）
習題與思考題 （31）
第3章 計算機圖形處理技術 （32）
3.1 圖形的幾何變換 （32）
3.1.1 圖形幾何變換的基本原理 （32）
3.1.2 二維圖形的基本變換 （32）
3.1.3 二維圖形的組合變換 （37）
3.1.4 三維圖形基本變換 （40）
3.1.5 三維圖形組合變換 （42）
3.1.6 工程圖的生成 （43）
3.2 圖形的消隱技術 （44）
3.2.1 消隱的概念與作用 （44）
3.2.2 消隱算法中的基本測試方法 （45）
3.2.3 常用消隱算法 （47）
3.3 圖形的光照處理技術 （50）
3.3.1 光照處理的基本原理 （51）
3.3.2 光照處理的基本算法 （53）
3.4 圖形裁剪技術 （54）
3.4.1 窗口與視區 （54）
3.4.2 二維圖形裁剪 （56）
3.5 曲線設計 （61）
3.5.1 Bezier曲線 （61）
3.5.2 B樣條曲線 （62）
3.6 曲面設計 （64）
3.6.1 Bezier曲面 （65）
3.6.2 B樣條曲面 （66）
3.6.3 孔斯曲面 （66）
習題與思考題 （68）
第4章 計算機輔助概念設計 （69）
4.1 基本概念 （69）
4.1.1 概念設計的內涵 （69）
4.1.2 計算機輔助概念設計的內涵 （71）
4.1.3 CACD的方法與支撐技術 （74）
4.2 CACD的流程與模型 （74）
4.2.1 設計流程 （74）
4.2.2 設計概念的產生、定位與
決策 （76）
4.2.3 計算機輔助概念設計體系
結構 （78）
4.2.4 功能建模 （78）
4.2.5 形態學建模 （80）
4.3 CACD方案的評價 （81）
4.3.1 方案評價的指標體系與
原理 （81）
4.3.2 方案評價識別模型 （82）
習題與思考題 （84）
第5章 CAD/CAM建模技術 （85）
5.1 基本概念 （85）
5.1.1 概述 （85）
5.1.2 建模基礎知識 （85）
5.1.3 常用建模方法 （89）
5.2 線框建模 （90）
5.2.1 線框建模的概念 （90）
5.2.2 線框建模的特點 （91）
5.3 表面建模 （92）
5.3.1 表面建模的基本概念 （92）
5.3.2 表面描述方法的種類 （93）
5.3.3 曲面造型方法 （94）
5.3.4 曲面建模的特點 （96）
5.4 實體建模 （96）
5.4.1 實體建模的基本原理 （96）
5.4.2 實體建模的表示方法 （98）
5.5 特征建模 （103）
5.5.1 特征建模的概念 （103）
5.5.2 特征建模的形成體系 （104）
5.5.3 特征間的關系 （105）
5.5.4 特征的表達方法 （106）
5.5.5 特征庫的建立 （106）
5.5.6 特征建模技術的實現和
發展 （107）
5.6 參數化特征建模 （107）
5.6.1 參數化特征建模的概念 （107）
5.6.2 參數化特征建模的表示
及其數據結構 （108）
5.6.3 參數化特征建模技術應用
范圍 （110）
5.7 同步建模 （110）
5.7.1 基本概念與特點 （110）
5.7.2 同步建模軟件的結構層次 （111）
5.7.3 同步解析引擎 （112）
5.7.4 同步建模中的特征技術 （112）
5.7.5 應用同步建模技術的CAD
數據交換 （114）
5.8 行為建模 （115）
5.8.1 基本概念與特點 （115）
5.8.2 行為建模技術的核心 （116）
5.9 SolidWorks 的參數化特征建模
技術 （117）
5.9.1 SolidWorks工作界面及特征
管理樹 （117）
5.9.2 SolidWorks實體建模 （120）
5.9.3 SolidWorks曲面建模 （122）
5.9.4 SolidWorks的參數化特征
建模實例 （125）
習題與思考題 （129）
第6章 CAD/CAM裝配建模技術 （131）
6.1 裝配建模概述 （131）
6.2 裝配模型 （132）
6.2.1 裝配模型分類 （132）
6.2.2 裝配模型的結構 （134）
6.2.3 裝配模型的管理 （135）
6.3 裝配約束技術 （136）
6.3.1 裝配約束分析 （136）
6.3.2 裝配約束規劃 （138）
6.4 裝配建模方法 （140）
6.4.1 自底向上的裝配設計 （140）
6.4.2 自頂向下的裝配設計 （141）
6.4.3 混合裝配建模方法 （142）
6.5 裝配建模技術的應用 （142）
6.5.1 基于Solidworks的自底向上
的裝配設計 （142）
6.5.2 基于Solidworks的自頂向下
的裝配設計 （144）
習題與思考題 （146）
第7章 計算機輔助工程分析 （147）
7.1 概述 （147）
7.2 有限元分析技術 （149）
7.2.1 有限元分析基本原理 （150）
7.2.2 有限元法的分析步驟 （150）
7.2.3 有限元法的前置處理與后置
處理 （155）
7.3 優化設計方法 （156）
7.3.1 優化設計數學模型 （156）
7.3.2 優化設計過程 （158）
7.3.3 機械設計中常用優化設計
方法 （159）
7.4 工程分析中的動態仿真 （161）
7.4.1 仿真的基本概念 （162）
7.4.2 計算機仿真的工作流程 （164）
7.4.3 仿真技術的應用 （166）
習題與思考題 （168）
第8章 計算機輔助工藝過程設計 （169）
8.1 概述 （169）
8.1.1 CAPP的定義及作用 （169）
8.1.2 CAPP的應用意義 （169）
8.1.3 CAPP的分類及基本原理 （170）
8.1.4 CAPP的發展趨勢 （171）
8.2 零件信息描述與輸入 （172）
8.2.1 圖紙信息描述與人機交互式
輸入 （172）
8.2.2 從CAD系統獲取零件
信息 （173）
8.3 派生式CAPP系統 （174）
8.3.1 成組技術 （174）
8.3.2 零件分類編碼系統 （176）
8.3.3 基于GT的派生式CAPP
系統 （180）
8.3.4 基于特征（實例）推理的
派生式CAPP系統 （181）
8.4 創成式CAPP系統 （185）
8.4.1 創成式CAPP系統的設計
方法 （185）
8.4.2 創成式CAPP系統的組成
及工作過程 （186）
8.4.3 創成式CAPP系統的工藝
決策 （187）
8.4.4 一般創成式CAPP系統的
工藝決策方法 （187）
8.5 CAPP專家系統 （190）
8.5.1 專家系統概念 （190）
8.5.2 創成式CAPP專家系統
概述 （190）
8.5.3 CAPP專家系統組成 （191）
8.5.4 知識的獲取和表達 （191）
8.5.5 工藝決策知識的組織與管理 （194）
8.5.6 CAPP專家系統推理策略 （194）
8.6 計算機輔助工裝設計 （195）
8.6.1 夾具設計 （195）
8.6.2 復雜刀具計算機輔助設計 （198）
8.7 CAPP的工藝數據庫技術 （202）
8.7.1 工藝數據基本概念 （202）
8.7.2 工藝數據類型及特點 （202）
8.7.3 工藝數據庫建立 （205）
8.7.4 工藝數據庫管理系統 （208）
8.8 CAPP系統開發與應用 （208）
8.8.1 CAPP系統開發目標 （208）
8.8.2 CAPP系統開發原則 （208）
8.8.3 開發環境及工具的選擇 （209）
8.8.4 CAPP系統開發過程 （210）
8.8.5 CAPP系統功能模塊 （212）
8.9 開目CAPP系統簡介 （212）
8.9.1 開目CAPP的功能模塊 （213）
8.9.2 開目CAPP主要特點 （215）
8.9.3 開目CAPP工藝規程編制
實例 （216）
習題與思考題 （223）
第9章 計算機輔助制造技術 （224）
9.1 CAM技術概述 （224）
9.1.1 CAM技術原理和基本概念 （224）
9.1.2 CAM系統功能與體系結構 （224）
9.2 計算機輔助數控編程基礎 （226）
9.2.1 計算機輔助數控加工編程的
一般原理 （226）
9.2.2 數控編程的內容與步驟 （226）
9.2.3 數控編程術語與標準 （228）
9.3 數控自動編程 （230）
9.3.1 APT語言自動編程 （230）
9.3.2 CAD/CAM集成系統數控
編程 （232）
9.4 圖形交互式自動編程技術 （233）
9.4.1 圖形交互式自動編程的
特點和基本步驟 （233）
9.4.2 加工工藝決策 （235）
9.5 MasterCAM數控編程實例 （238）
9.5.1 MasterCAM的基本功能 （238）
9.5.2 MasterCAM的工作界面 （238）
9.5.3 MasterCAM數控編程的一般
工作流程 （239）
9.5.4 MasterCAM數控編程實例 （239）
習題與思考題 （250）
第10章 計算機輔助質量系統技術 （251）
10.1 概述 （251）
10.1.1 與質量有關的基本概念 （251）
10.1.2 傳統的質量系統存在的
問題 （252）
10.1.3 計算機輔助質量系統及其
作用 （252）
10.2 計算機輔助質量系統設計 （254）
10.2.1 CAQ系統的基本組成 （254）
10.2.2 CAQ系統的信息流程 （254）
10.2.3 CAQ系統功能設計與
分析 （255）
10.3 加工系統質量監測技術 （256）
10.3.1 加工系統的檢測技術 （256）
10.3.2 加工系統工件尺寸的自動
測量 （259）
10.3.3 加工系統刀具的自動識別
和監測 （264）
10.3.4 加工系統加工設備的自動
監測 （268）
習題與思考題 （271）
第11章 CAD/CAM系統集成 （272）
11.1 CAD/CAM集成的概念 （272）
11.1.1 CAD/CAM的概念與作用 （272）
11.1.2 CAD/CAM集成系統的基本
組成 （272）
11.1.3 CAD/CAM集成系統的體系
結構 （273）
11.2 CAD/CAM集成方法 （274）
11.2.1 基于專用接口的CAD/CAM
集成 （274）
11.2.2 基于STEP的CAD/CAM
集成 （275）
11.2.3 基于數據庫的CAD/CAM
集成 （276）
11.3 基于產品數據庫管理的CAD/CAM
系統集成 （276）
11.3.1 產品數據表達 （277）
11.3.2 產品數據管理 （278）
11.3.3 基于PDM的CAD/CAM
內部集成 （279）
11.3.4 基于PDM的CAD/CAM
外部集成 （280）
習題與思考題 （280）
第12章 CAD/CAM應用軟件開發技術 （281）
12.1 應用軟件開發技術概述 （281）
12.1.1 CAD/CAM系統的開發
要求 （281）
12.1.2 CAD/CAM軟件開發方式 （282）
12.1.3 CAD/CAM軟件二次開發
的概念、目的和一般原則 （282）
12.1.4 CAD/CAM系統開發的
步驟 （283）
12.2 基于通用平臺的系統開發技術
基礎 （283）
12.2.1 CAD/CAM系統二次開發
平臺的體系結構 （283）
12.2.2 二次開發模式及開發接口 （284）
12.2.3 CAD/CAM軟件參數化
技術 （285）
12.3 基于SolidWorks的應用軟件開發
方法 （286）
12.3.1 程序開發環境 （286）
12.3.2 開發方式 （288）
12.3.3 基于SolidWorks的軟件
開發技術 （295）
12.4 零件參數化程序開發實例 （300）
12.4.1 創建零件 （300）
12.4.2 尺寸驅動 （302）
習題與思考題 （304）
參考文獻 （305）
前 言CAD/CAM（計算機輔助設計與制造）是制造工程技術與計算機信息技術結合發展起來的一門先進制造技術，它的應用使傳統的產品設計、制造內容和工作方式等都發生了根本性的變化，為制造業帶來了巨大的經濟和社會效益，被視為工業化與信息化深度融合的重要支撐技術。目前CAD/CAM技術廣泛應用于機械、電子、航空航天、汽車、船舶、紡織、輕工及建筑等各個領域，它的研究與應用水平已成為衡量一個國家科技現代化和工業現代化水平的重要標志。
對制造業來說，企業的核心競爭力主要體現在其產品的快速開發和制造能力上，CAD/CAM技術是提高產品設計質量、縮短產品開發周期、降低產品生產成本的強有力手段，是當前工程技術人員必須掌握的基本工具，已經成為機械工程等學科領域相關專業本科生和研究生的必修課程。我國作為世界制造大國，對掌握CAD/CAM技術的人才需求十分強烈。但由于CAD/CAM技術仍處于高速發展階段，其新技術層出不窮。因此，系統地編寫一本反映CAD/CAM技術基本原理與最新進展的教材，滿足當前CAD/CAM技術研究、教學和推廣應用的需要，是本書編寫的初衷。
本書融入作者多年的相關教學與科研經驗，圍繞產品全生命周期的設計與制造環節，全面敘述了CAD/CAM技術所涉及的計算機輔助技術概念、理論和應用技術。在整體結構和內容安排上具有如下特點。
（1）在整體結構上，充分體現內容安排的系統性、條理性和完整性。將產品全生命周期的設計制造理念貫穿全書始終，符合從概念設計到詳細設計及加工制造的基本流程。本書從基本理論入手，以概念設計→建模技術→裝配技術→輔助分析→輔助工藝過程→輔助數控編程→輔助質量控制→系統集成→CAD/CAM系統的二次開發技術為主線來安排章節。
（2）在內容安排上，著重介紹基本概念、原理、關鍵技術和實施方法，加入了云平臺、MBD等新概念，并對多種技術給出仿真實例，在傳統經典內容的基礎上突出了新穎性與實用性。基本原理介紹做到清晰準確；關鍵技術介紹突出各單元技術的掌握；在介紹實施方法時，突出思路和方法的多樣性，以開闊學生的思路，培養他們分析問題和解決問的能力。增加了一章計算機輔助概念設計的內容，介紹計算機輔助概念設計的內涵、設計方法、建模與評價。在計算機輔助工藝規劃(CAPP)一章，增加了工藝數據庫技術和計算機輔助工裝設計的內容。基于企業對各通用系統的不同需求，增加了一章CAD/CAM應用軟件二次開發技術。考慮到PDM技術應用的日益廣泛，將PDM技術作為CAD/CAM集成技術一章的重點。
全書將概念、理論與應用有機結合，在建模、分析、工藝、編程及二次開發等章節分別增加了SolidWorks、開目CAPP、MasterCAM、ANSYS等軟件的應用實例，使學生對基本概念、原理及方法能進一步理解與掌握，從而加強他們的CAD/CAM技術工程應用意識。本書配有PPT課件，請登錄華信教育資源網（www.hxedu.com.cn）注冊后免費下載。
寫作分工如下：第1章由中北大學王宗彥教授編寫，第2、10章由太原理工大學李文斌教授和中北大學王宗彥教授編寫，第3章由太原工業學院孫淑婷副教授編寫，第4、5、7章由中北大學劉麗娟講師編寫，第6、9、12章由中北大學陸春月講師編寫，第8、11章由太原科技大學閆獻國教授和杜娟副教授編寫，武漢開目信息技術有限責任公司袁惠敏提供了開目CAPP軟件簡介。
全書由王宗彥、陸春月和劉麗娟統稿。本書參考或引用了一些文獻的部分內容，在此對文獻的作者謹致由衷的謝意。
由于編著者水平有限，書中不足、不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。
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