前言
第1章引言1
1.1工业革命与制造业变革1
1.1.1第一次工业革命1
1.1.2第二次工业革命3
1.1.3第三次工业革命15
1.1.4第四次工业革命29
1.2制造与制造业35
1.2.1制造与制造业的基本概念36
1.2.2制造系统的组成与分类39
1.3现代制造业面临的挑战及其发展趋势40
思考题及习题44
第2章数字化设计与制造技术概述48
2.1数字化设计与制造技术的学科体系48
2.2数字化设计与制造技术的特点53
2.3数字化设计与制造技术的历史与发展趋势55
2.4产品数字化设计与制造案例64
思考题及习题71
第3章产品数字化开发技术基础73
3.1工程数据的类型及其数字化处理方法73
3.1.1工程数据的类型73
3.1.2工程数据的数字化处理方法75
3.2数表的程序化处理75
3.2.1简单数表的程序化处理75
3.2.2列表函数数表的插值处理76
3.3线图的程序化处理77
3.3.1线图的表格化处理77
3.3.2线图的公式化处理77
3.4数据文件79
3.4.1数据文件的生成与检索79
3.4.2工程数据的文件化处理79
3.5数据结构与数据库技术79
3.5.1数据结构80
3.5.2数据库技术83
3.6曲线和曲面的表示85
3.6.1曲线和曲面的基本概念86
3.6.2曲线和曲面的参数化表示86
3.6.3参数化曲线的表示及其几何特性88
3.6.4常用的参数化曲线90
3.6.5常用的参数化曲面94
3.7工程数据数字化处理软件开发案例96
思考题及习题102
第4章产品数字化设计技术104
4.1数字化设计技术概述104
4.2几何形体在计算机中的表示108
4.2.1几何信息和拓扑信息108
4.2.2形体的定义及表示形式109
4.3产品造型技术111
4.3.1线框造型111
4.3.2曲面造型112
4.3.3实体造型114
4.3.4特征造型117
4.3.5参数化造型119
4.3.6参数化特征造型120
4.3.7直接造型和同步造型124
4.3.8基于模型的产品定义125
4.3.9基于模型的企业134
4.4数字化装配技术138
4.4.1数字化装配的基本概念138
4.4.2数字化装配的功能与操作139
4.5几何形体渲染技术142
4.5.1消隐143
4.5.2光照143
4.5.3纹理144
4.5.4颜色145
4.6主流数字化设计软件介绍145
思考题及习题148
第5章数字化仿真技术152
5.1数字化仿真技术概述152
5.1.1数字化仿真技术及其分类152
5.1.2数字化仿真的基本步骤158
5.2数字化仿真技术中的有限元法159
5.2.1有限元法的基本概念159
5.2.2有限元法的求解步骤160
5.2.3有限元分析软件的模块组成和主流软件介绍164
5.2.4数字化仿真应用案例167
5.3虚拟样机技术173
5.3.1虚拟样机技术概述173
5.3.2主流虚拟样机解决方案176
思考题及习题185
第6章数字化制造技术186
6.1数字化制造技术概述186
6.2计算机辅助工艺规划技术188
6.2.1计算机辅助工艺规划的基本概念188
6.2.2计算机辅助工艺规划的功能模块191
6.2.3计算机辅助工艺规划的类型192
6.2.4基于三维模型的工艺规划与应用案例193
6.3成组技术198
6.3.1成组技术的基本概念198
6.3.2零件的分类编码体系199
6.3.3成组技术应用案例201
6.4数控加工技术209
6.4.1数控加工的基本概念209
6.4.2数控机床的组成及分类209
6.4.3数控编程技术214
思考题及习题235
第7章逆向工程与增材制造技术238
7.1逆向工程技术概述238
7.2逆向工程的类型与实施步骤239
7.3实物逆向工程及其关键技术241
7.3.1逆向对象的坐标数据测量242
7.3.2实物逆向的数据处理与模型重构245
7.4逆向工程技术应用案例248
7.5常用逆向工程软件介绍250
7.6增材制造技术252
7.6.1增材制造技术概述252
7.6.2典型的增材制造工艺与设备258
7.7增材制造技术的发展趋势265
思考题及习题267
第8章数字化管理技术269
8.1产品数据管理技术269
8.2产品全生命周期管理技术273
8.3企业资源计划281
8.4制造执行系统288
思考题及习题292
第9章产品数字化开发集成技术293
9.1概述293
9.2柔性制造系统293
9.2.1柔性制造系统概述293
9.2.2柔性制造系统的组成与分类294
9.3计算机集成制造系统299
9.3.1计算机集成制造的定义299
9.3.2计算机集成制造系统的分类303
9.3.3计算机集成制造系统的开发模式与实施304
9.4协同设计技术305
9.4.1协同设计技术的发展及定义305
9.4.2协同设计的关键技术307
9.4.3协同设计的体系结构309
9.4.4协同设计工具312
9.5网络化制造技术314
9.5.1网络化制造的定义314
9.5.2网络化制造系统的体系结构316
9.5.3网络化制造的基础技术321
9.6并行工程322
9.6.1并行工程的定义322
9.6.2并行工程的特点323
9.6.3并行工程的关键技术324
9.7制造物联与工业互联网327
9.8数字化企业333
9.8.1数字化企业的定义333
9.8.2数字化企业的构建335
9.8.3数字化企业的案例分析337
思考题及习题341
参考文献343