机械识图及三维快速成型技术(姚晓平)

本书以三维实体设计和造型为主，重构了体现机械零部件的图样识读、产品测绘的工作过程性知识与技能体系的学习领域，实现了理论与实践的一体化及“教、学、做”的一体化，突出基本技能的训练，强化应用、绘图和读图技能。 

随着信息技术的发展，传统制造业已与计算机技术紧密结合，出现了新的机械产品生产思路：个性化设计→三维建模→3D成型→批量生产。企业已普遍采用三维造型软件从事产品的设计开发工作。而二维图样不再是产品设计、制造中所必需的技术文件。社会将进入到三维造型设计的时代。本书重新设计了机械制图教学内容与教学方法, 以三维实体设计和造型为主，重构了体现机械零部件的图样识读、产品测绘的工作过程性知识与技能体系的学习领域，实现了理论与实践的一体化及“教、学、做”的一体化，突出基本技能的训练，强化应用、绘图和读图技能。本书可作为高职高专“机械制图”课程的教材，也可供相关工程技术人员参考。

姚晓平， 江苏省南京工程高等职业学校，副教授/高级工程师，应用电子技术教研室主任，副教授/高级工程师，无线电调试高级考评员，省级、校级专业学科带头人。参与和主持了多项教学、教研课题，并发表了多篇获奖论文和核心期刊论文，有二项市级、院级教学成果一等奖。主持有院级精品课程一门。应用电子技术教研室是省级示范专业和省级实训基地。

工程一机械零件图的识读和绘制

项目一制图基本知识2

任务一认知制图国家标准2

一、图纸幅面及格式（GB/T 14689—2008）3

二、图线（GB/T 4457.4—2002和GB/T 17450—1998）3

三、比例（GB/T 14690—1993）5

四、字体（GB/T 14691—1993）6

五、尺寸标注（GB/T 16675.2—2012）6

任务二几何作图方法8

一、常见几何图形的作图方法8

二、斜度和锥度10

三、圆弧连接10

四、椭圆的近似画法（四心圆法）11

五、平面图形的分析和画法12

项目二绘制几何实体图形13

任务一机械零件表达方法13

一、视图13

二、剖视图15

三、断面图19

四、局部放大图和简化画法20

任务二绘制简单物体的三视图22

一、绘制平面立体的三视图22

二、绘制回转体的三视图24

三、绘制组合体的三视图25

四、绘制标准件与常用件 30

任务三绘制零件的轴测图37

一、绘制平面立体的轴测图37

二、绘制回转体的轴测图38

三、绘制端盖的斜二测图39

任务四绘制和识读表达机械零件的视图41

一、零件图的内容41

二、零件图的技术要求41

三、典型零件的视图表达47

四、读零件图51

工程二CAD三维建模技术

任务一Autodesk Inventor 2016入门55

一、Autodesk Inventor 2016概述55

二、Autodesk Inventor 2016工作界面56

任务二绘 制 草 图62

一、草图特征62

二、退化和未退化的草图62

三、草图和轮廓63

四、共享草图的特征63

任务三草 图 特 征86

一、拉伸86

二、旋转89

三、扫掠89

四、放样91

五、凸雕94

六、加强筋95

任务四放置特征96

一、圆角96

二、倒角100

三、孔101

四、抽壳103

五、螺纹特征104

六、镜像105

七、阵列107

任务五部件装配109

一、 Inventor的装配概述109

二、零部件基础操作109

三、约束零部件112

任务六创建工程图116

一、进入工程图环境117

二、视图的生成117

三、修改视图122

四、尺寸标注125

五、符号标注127

工程三3D打印技术

项目一认识3D打印机132

任务一初识3D打印132

一、什么是3D打印机132

二、3D打印机的分类及组成132

任务二3D打印机的应用135

一、教育行业的应用135

二、制造设计行业的应用136

三、医学行业的应用137

四、文物科研行业的应用138

五、建筑行业的应用138

六、食品行业的应用138

项目二FDM型3D打印机的使用139

任务一FORMAKER打印机驱动软件的安装139

一、FORMAKER打印机介绍139

二、安装切片软件140

三、Makerware软件的使用143

任务二FORMAKER打印机的基本操作145

一、LED触摸屏功能说明145

二、FORMAKER 打印机的操作148

三、PCB Machine149

四、CNC Machine152

五、Laser Machine154

六、打印头的更换及使用156

七、维护157

八、常见问题及解决方案159

任务三FDM工业级打印机的使用160

一、FDM工业级打印机161

二、切片软件161

三、机器打印操作178

四、常见故障现象及处理方法185

五、维护保养185

工程四工 程 训 练

项目一六阶孔明锁的三维建模及制作186

任务一六阶孔明锁三维建模186

任务二六阶孔明锁制作193

一、Makerware切片软件功能及设置193

二、打印机功能设置及操作194

项目二手爪机器人的三维建模及制作195

任务一手爪机器人三维建模195

任务二手爪机器人的制作206

一、切片软件内打印机的基本设置206

二、切片软件内打印机参数设置206

三、打印机的多个模型同时打印的设置208

四、定制指令208

五、切片软件将STL格式文件转化成机器

语言的方法208

六、保存打印文件209

七、机器打印操作209

附录相关国家标准211

参考文献213

 

中国制造2025对人才有了更高的期许，为了培养高素质的创造型人才，本书以工程制图课程教学基本要求为基础，突出了技能训练。结合前期课程教学经验，本书首先以识图和制图标准导入；然后以三维设计软件为平台，完成模型的三维建模设计和再识图；接着引入3D打印技术，完成模型的制造过程；后设计了工程训练以熟悉机械制图和三维快速成型技术。通过完成个性化设计、制造、装配的任务，培养学生的产品识图能力以及三维构形思维和创新能力。

本书采用的三维软件——Autodesk Inventor 2016是美国Autodesk公司开发的三维数字化实体模拟软件。与其他同类产品相比，Inventor在用户界面设计、三维运算速度和显示着色功能方面有突破性进展。Inventor建立在ACIS三维实体模拟核心上，摒弃了许多不必要的操作而保留常用的基于特征的模拟功能。Inventor不仅简化了用户界面、缩短了学习周期，而且大大加快了运算及着色速度。这样就缩短了用户设计意图的产生与系统反应时间之间的距离，从而小限度地影响设计人员的创意发挥。鉴于目前二维工程图还在应用，本书以现行国家标准，着重介绍由三维实体建模生成符合当前国家标准的二维工程图，因此工程图表达和识图方法仍然是本书的重点内容。

为了方便老师教学和学生学习使用，本书配有教学素材库、习题等电子文档，可登录化学工业出版社教学资源网（www.cipedu.com.cn）获取也可发邮件至[email protected]获取。

本书由姚晓平、谷连旺任主编；张鑫、李丽、林涛任副主编。工程一由李丽编写，主要介绍工程识图及标准；工程二由张鑫编写，主要介绍三维建模技术；工程三由姚晓平、谷连旺共同编写，主要介绍3D打印技术；工程四由张鑫、姚晓平、林涛、谷连旺共同编写，主要介绍完整工程图的设计和成型技术；薛二阳、谷宏等参与了部分章节的编写；后由姚晓平统稿。

魏小林对本书提出了许多宝贵意见和建议，在此表示衷心的感谢。

在编写本书的过程中参考了国内外一些同类著作，相关书目已作为参考文献列于书末，在此向这些著作的作者表示深深的谢意。

由于编者水平有限，书中错误及疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2018年5月