描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302506324丛书名: 高等学校计算机应用规划教材
《计算机辅助设计基础及应用》的电子课件、习题答案和实例源文件可以到http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载。
目 录
第1章 概述 1
1.1 现代产品设计与CAD技术 1
1.1.1 现代产品设计概述 1
1.1.2 CAD技术与现代产品设计 2
1.2
CAD技术的发展历程及发展
趋势 2
1.2.1 CAD技术的发展历程 3
1.2.2 CAD技术在我国的发展和
应用 4
1.2.3 CAD技术的发展趋势 4
1.3
CAD技术的特点与应用 5
1.3.1 CAD技术的特点 5
1.3.2 CAD技术的应用 6
1.3.3 采用CAD技术的优点和
风险 6
1.4 习题 7
第2章 CAD系统的组成 8
2.1
CAD系统的类型和构建模式 8
2.1.1 CAD系统的分类 8
2.1.2 CAD系统的构建模式 11
2.2
CAD系统的硬件组成 12
2.2.1 CAD系统的硬件 12
2.2.2 工作站和微机 14
2.3
CAD系统的软件组成 15
2.3.1 系统软件 16
2.3.2 CAD支撑软件 16
2.3.3 CAD应用软件 18
2.3.4 商品化CAD支撑软件包
介绍 18
2.4
CAD系统的选型原则 19
2.4.1 CAD系统选型工作的重要
意义 19
2.4.2 CAD系统选型的基本要素 19
2.4.3 选择CAD系统的原则 22
2.5 习题 22
第3章 CAD接口技术及图形标准 23
3.1 交互技术与用户接口 23
3.1.1 交互任务与交互技术 23
3.1.2 输入控制方式 26
3.1.3 交互系统的构造 26
3.2 计算机图形接口及计算机图形
元文件 28
3.2.1 计算机图形接口(CGI) 28
3.2.2 计算机图形元文件(CGM) 29
3.3 计算机图形软件标准 30
3.3.1 图形核心系统(GKS和
GKS-3D) 30
3.3.2 程序员层次交互式图形系统
(PHIGS) 31
3.3.3 图形程序库(OpenGL) 32
3.4 产品数据交换标准 33
3.4.1 基于DXF文件的图形数据
交换 33
3.4.2 基本图形交换规范(IGES) 37
3.4.3 产品模型数据转换标准
(STEP) 38
3.5 习题 41
第4章 CAD软件工程技术 42
4.1 软件工程的基本概念 42
4.1.1 软件与软件工程 42
4.1.2 软件工程过程模型 44
4.2
CAD应用软件开发 47
4.2.1 CAD软件工程的特点 47
4.2.2 CAD软件工程的开发流程 47
4.3
CAD软件的文档编制规范 49
4.3.1 可行性研究报告 49
4.3.2 项目开发计划 50
4.3.3 软件需求说明书 50
4.3.4 数据要求说明书 51
4.3.5 概要设计说明书 51
4.3.6 详细设计说明书 52
4.3.7 测试计划 52
4.3.8 测试分析报告 53
4.3.9 项目开发总结报告 53
4.4 习题 54
第5章 计算机图形处理技术基础 55
5.1 图形处理的数学基础 55
5.1.1 向量运算 55
5.1.2 矩阵运算 56
5.1.3 齐次坐标 59
5.2 图形程序库 60
5.2.1 设备驱动程序 60
5.2.2 图形程序库 60
5.3 坐标系 61
5.3.1 设备坐标系 61
5.3.2 虚拟设备坐标系(规格化的
设备坐标系) 61
5.3.3 世界坐标系、造型坐标系和
观察坐标系 62
5.3.4 坐标变换 63
5.4 窗口与视区 63
5.4.1 窗口 63
5.4.2 视区 64
5.4.3 窗口-视区变换 64
5.5 图形的裁剪与消隐 65
5.5.1 图形的裁剪 65
5.5.2 图形的消隐 66
5.6 二维图形几何变换 67
5.6.1 二维图形几何变换的一般
表示 67
5.6.2 平移变换与点的齐次坐标
表示 70
5.6.3 二维组合变换 72
5.7 三维图形几何变换 73
5.7.1 三维基本变换 73
5.7.2 三维组合变换与投影变换 75
5.8 习题 76
第6章 几何造型系统 77
6.1 空间几何元素的定义 77
6.2 线框造型 80
6.3 曲面造型 80
6.4 实体造型 81
6.4.1 基本造型功能 81
6.4.2 实体造型的数据结构 84
6.4.3 基于特征的造型 87
6.4.4 参数化造型 88
6.5 非流形形体造型 89
6.6 装配造型 90
6.6.1 装配造型的功能 90
6.6.2 装配浏览 91
6.6.3 并行设计功能 92
6.6.4 装配模型的使用 92
6.6.5 装配简化 93
6.7 习题 93
第7章 自由曲线和自由曲面 94
7.1 基本概念 94
7.1.1 曲线和曲面的数学表示 94
7.1.2 基本术语 95
7.2 自由曲线 96
7.2.1 Hermite曲线 96
7.2.2 Bezier曲线 98
7.2.3 B样条曲线 103
7.3 自由曲面 108
7.3.1 双线性参数曲面 109
7.3.2 Coons曲面片与双三次参数
曲面片 110
7.3.3 Bezier曲面 113
7.3.4 B样条曲面 114
7.3.5 曲面片的连续 115
7.4 习题 116
第8章 AutoCAD绘图软件包 117
8.1 概述 117
8.1.1 AutoCAD的发展历史 117
8.1.2 AutoCAD 2018的主要
功能 118
8.1.3 AutoCAD 2018的工作
界面 120
8.1.4 图形文件管理 127
8.2 绘图设置及绘图实用工具 128
8.2.1 图层、线型、线宽及颜色 128
8.2.2 样板文件 130
8.2.3 绘图实用工具 131
8.2.4 配置AutoCAD 2018绘图
环境 135
8.3 二维绘图与编辑 137
8.3.1 二维绘图 138
8.3.2 二维编辑 138
8.3.3 图案填充、面域与图形
信息 139
8.3.4 使用文字与表格 142
8.3.5 标注图形尺寸 146
8.3.6 图形显示控制 147
8.4 三维建模 149
8.4.1 基本概念、基本操作 149
8.4.2 绘制三维点和线 153
8.4.3 绘制三维网格 154
8.4.4 实体建模 157
8.4.5 三维曲面建模 160
8.5 三维编辑 161
8.5.1 三维移动 161
8.5.2 三维镜像 161
8.5.3 三维旋转 162
8.5.4 三维阵列 162
8.5.5 对齐位置 163
8.5.6 布尔操作 163
8.5.7 其他编辑操作 164
8.5.8 标注三维对象的尺寸 165
8.6 渲染 165
8.7
AutoCAD的Internet功能 167
8.8 习题 168
第9章 二次开发技术 170
9.1
LISP、AutoLISP及Visual
LISP 170
9.2
Visual LISP集成开发环境 170
9.2.1 菜单栏、工具栏和状态栏 171
9.2.2 文本编辑器 172
9.2.3 控制台窗口和跟踪窗口 173
9.3 加载、运行AutoLISP程序 174
9.3.1 在Visual LISP集成开发环境
中加载、运行AutoLISP
程序 174
9.3.2 在AutoCAD环境中加载、运行
AutoLISP程序 174
9.4
AutoLISP编程 175
9.4.1 AutoLISP程序文件及其
结构 176
9.4.2 AutoLISP数据类型 177
9.5
AutoLISP函数 179
9.6 在Visual LISP集成开发环境中
调试程序 185
9.7 应用举例 189
9.8 习题 190
第10章 工程数据的计算机处理 192
10.1
概述 192
10.2
数表的计算机处理 193
10.2.1
数表程序化 193
10.2.2
一元函数插值 193
10.2.3
二元函数插值 195
10.3
线图的程序化 196
10.3.1
建立拟合公式的方法 196
10.3.2
小二乘法拟合的基本
思想 196
10.3.3
小二乘法多项式拟合 197
10.3.4
小二乘法其他函数拟合 198
10.4
通用数据处理软件介绍 199
10.5
工程数据文件处理 200
10.6
数据库管理系统在CAD中的
应用 201
10.6.1
数据库系统概述 201
10.6.2
数据库在CAD中的应用 202
10.7
工程数据库系统简介 212
10.7.1
工程数据库系统的概念 212
10.7.2
工程数据库系统的特点 213
10.7.3
工程数据库系统的构成
方法 214
10.8
产品数据管理技术及其发展 214
10.8.1
PDM的产生 215
10.8.2
PDM的基本概念 215
10.8.3 PDM的发展 216
10.8.4
PDM的功能分析 216
10.8.5
PDM技术分析 218
10.9
习题 219
第11章 计算机辅助制造技术 220
11.1
计算机辅助制造 220
11.1.1
概述 220
11.1.2
CAM系统的典型体系结构 221
11.1.3
数控编程 221
11.2
计算机辅助工艺规程设计 222
11.2.1
CAPP概述 222
11.2.2
CAPP的系统原理和系统
结构 224
11.2.3
派生式CAPP系统 225
11.2.4
创成式CAPP系统 232
11.3
CAD/CAM系统集成 240
11.3.1
系统集成的必要性 240
11.3.2
CAD/CAM系统集成的程度 241
11.3.3
CAD/CAM系统集成的关键
技术 242
11.4
先进制造技术概述 243
11.4.1
计算机集成制造系统 243
11.4.2
并行工程 246
11.4.3
虚拟制造技术 249
11.5
习题 251
第12章 Mastercam软件包 252
12.1
概述 252
12.1.1
Mastercam的基本情况 252
12.1.2
Mastercam的主要功能 253
12.1.3
Mastercam X6的工作界面 253
12.1.4
文件管理 255
12.2
系统设置和基本操作 257
12.2.1
系统配置 257
12.2.2
基本概念与操作 259
12.3
CAD零件设计 262
12.3.1
二维造型 262
12.3.2
三维曲面设计 265
12.3.3
三维实体设计 268
12.4
数控加工基础 272
12.4.1
数控编程的基本过程 272
12.4.2
参数设置 276
12.4.3
操作管理 281
12.4.4
刀具路径编辑 286
12.5
CAM刀具路径设计 287
12.5.1
二维加工 287
12.5.2
三维加工 288
12.5.3
多轴加工 292
12.6
Mastercam综合实例 293
12.6.1
零件模型设计 293
12.6.2
零件刀具路径设计 297
12.7
习题 301
第13章 平面连杆机构CAD 303
13.1
矢量三角形法运动分析的数学
模型 303
13.1.1
四杆机构的位置分析 304
13.1.2
简单平面连杆机构的运动
分析 305
13.1.3
复杂平面连杆机构运动
分析 312
13.2
杆组法运动分析的数学模型 315
13.2.1
基本杆组的划分方法 315
13.2.2
同一构件上点的运动分析 317
13.2.3
RRR杆组的运动分析 318
13.2.4
RRP杆组的运动分析 320
13.2.5
RPR杆组的运动分析 322
13.3
杆机构运动分析与模拟 324
13.4
平面连杆机构设计的类型 326
13.5
连杆机构的综合 327
13.5.1
连杆机构的综合方法 328
13.5.2
刚体导引机构的设计 328
13.5.3
函数变换机构的设计 331
13.5.4
轨迹发生机构的设计 332
13.6
习题 333
参考文献 336
计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)是一项多学科的综合性应用技术，是现代设计方法及手段的综合体现。CAD技术在产品设计中发挥着重要的作用，是利用计算机软件、硬件系统辅助工程技术人员对产品或工程进行设计、分析、修改以及交互式显示输出的一种方法(或手段)。随着计算机技术的迅猛发展，CAD技术已广泛应用于机械、电子、建筑、纺织、航空、航天、汽车、化工、冶金、环境工程、土木工程等领域，并已成为提高产品与工程设计水平、缩短产品开发周期、增强产品市场竞争力、提高劳动生产率的重要手段。CAD技术的发展和形成至今已有60余年的历史。自20世纪50年代交互式图形处理技术出现以来，CAD技术经历了由单纯的二维、三维绘图到覆盖几何造型、工程分析、模拟仿真、设计文档生成等大量产品设计活动的发展过程。CAD的造型技术不断完善，广泛采用了特征造型和基于约束的参数化和变量化造型方法，并向能将线框、表面、实体模型统一表示的非流形形体造型发展。随着信息技术的发展，CAD技术也由过去的单机或局部分布式联网工作方式向基于网络的设计发展，且支持协同的概念设计。CAD技术的未来发展集中体现在集成化、网络化、智能化和标准化的实现上。我国十分重视CAD技术的普及与深化。早在20世纪80年代，原国家科学技术委员会(现更名为科学技术部)及有关部委就将CAD技术的应用提到重要日程。20世纪90年代，原国家科学技术委员会又协同各部委成立了全国CAD应用工程协调小组，开展我国的CAD应用工程，以将CAD技术转化为现实的生产力。与此同时，各高等院校和研究机构也对CAD技术的基础理论与软件开发进行了大量的研究，并取得了丰硕的成果。经过十几年的努力，我国已初步建立起具有一定市场规模的拥有自主版权的CAD软件产业，在全国范围内建立了CAD应用培训网络和咨询服务体系；制订了一批CAD技术标准，结合我国CAD应用工程的需要，创建了一套CAD应用工程管理工作体系、措施和办法。目前，我国在涉及产品及工程设计的各领域中都已广泛采用CAD技术。由于计算机技术的迅速发展，知识更新周期的缩短，为使读者尽可能多地掌握的CAD技术，我们编写了《计算机辅助设计基础及应用》。《计算机辅助设计基础及应用》涉及的内容较为广泛，既包括CAD技术的基本原理、基本理论，又包括CAD技术的具体应用及相关应用软件(2D绘图、3D实体造型、参数化设计与建模、工程计算、模拟与仿真分析、CAM等)，并力求反映CAD领域的新发展。全书共分13章，第1章和第2章主要介绍CAD的基本概念、基本知识、发展概况，以及CAD系统的软硬件组成等内容；第3章介绍CAD系统的接口技术与图形标准；第4章介绍CAD软件工程技术；第5章～第7章介绍计算机图形处理技术基础、几何造型技术，以及有关自由曲线与自由曲面方面的知识；第8章主要介绍通用绘图软件包——AutoCAD；第9章介绍如何用Visual LISP对AutoCAD进行二次开发；第10章介绍工程数据处理及产品数据管理技术；第11章介绍CAM技术；第12章主要介绍CAD/CAM一体化软件—— Mastercam；第13章为CAD应用部分，介绍平面连杆机构的计算机辅助设计等内容。《计算机辅助设计基础及应用》是作者在总结多年教学经验与科研成果及工程应用的基础上编写而成的，既可作为高等院校相关专业的教材，也可作为从事计算机绘图技术研究与应用的人员的参考书。除封面署名的作者外，参加《计算机辅助设计基础及应用》编写的人员还有宋志辉、侯友山、裴淑娟、李辉、张宇怀、徐晓明、薛继军、岳殿召、陈添荣、侯铁国、刘军勇、李淑萍、尹志亮、陈光训、吴超群、郑玉祥、付君泽、黄怀春和靳廷喜等。由于作者水平所限，《计算机辅助设计基础及应用》难免有不足之处，欢迎广大读者批评指正。我们的邮箱是[email protected]，电话是010-62796045。《计算机辅助设计基础及应用》对应的电子课件、习题答案和实例源文件可以到http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载。
作 者 2018年5月
评论
还没有评论。