CAD/CAM数字化设计与加工

本书是国家示范性高职院校建设项目成果之一，是国家级重点建设专业——数控技术专业核心课程教材。本书通过九个教学项目，介绍了CAXA实体设计和CAXA XP软件的使用方法，并以任务教学的方式展开。CAXA实体设计部分主要完成产品的造型设计和部件的装配及动画，而CAXA XP自动编程部分，主要通过真实产品的造型及刀具路径的模拟，使学生掌握铣削粗加工、精加工等加工方法，能进行刀具路径生成、动态仿真及NC文件生成。本书是基于工作过程设计的，符合目前的职业教育理念，适合高职学生的学习特点，初学者也能看懂。本书把各种命令融汇在每个任务中，使读者在不知不觉中走进了CAXA实体设计、CAXA XP软件。本书可作为高职高专院校、成人院校及本科院校开办的二级职业技术院校和民办高校数控技术专业、机械制造专业、机电一体化等专业的教材，也可作为本科院校相关专业教材及CAD/CAM技术的培训教材。

项目1底座的设计1

学习目标1

工作任务1

知识准备2

一、CAXA实体设计简介2

二、三维设计环境4

三、设计环境模板4

四、设计环境菜单5

五、设计元素库7

任务实施7

一、使用拖放及编辑尺寸创建零件的基础部分7

二、用智能捕捉方法将拖入零件相对另一零件定位并确定大小8

三、利用智能图素设计零件8

四、在零件前表面上添加圆形形状9

五、使用孔类图素从零件中去除材料9

六、在凸起的前端面上创建一台阶10

七、在凸起的中心添加一通孔10

八、在零件前下方边缘处添加圆弧过渡11

九、在零件的B、C边缘处添加圆弧过渡11

十、添加一些附加特征11

十一、在零件的另一端创建刚才生成的凸台及其上的孔的拷贝12

完成学习工作页12

知识拓展13

小贴士14

教学评价14

学后感言16

思考与练习16

项目2桅杆架的造型及图样生成17

学习目标17

工作任务17

知识准备18

一、生成平面布局图18

二、标准视图19

三、剖视图20

四、局部放大视图21

五、辅助视图22

六、轴测图22

七、将布局图输出到CAXA电子图板23

任务实施24

一、桅杆架的实体造型24

二、生成布局图设计环境34

三、布局图输出到CAXA电子图板37

完成学习工作页41

知识拓展42

小贴士42

教学评价43

学后感言45

思考与练习45

项目3电源盒的钣金设计46

学习目标46

工作任务46

任务实施47

一、板料的选择47

二、平板与板料的弯曲47

三、编辑板料截面重新生成图素50

四、添加其他板料51

五、生成型孔与冲孔53

六、钣金件的展开61

完成学习工作页62

小贴士62

教学评价63

学后感言65

思考与练习65

项目4自行车中轴的装配66

学习目标66

工作任务66

知识准备67

一、插入零件/组件67

二、三维球定位控制67

三、利用无约束装配定位工具68

四、装配设计69

任务实施69

一、打开教程文件69

二、装配中轴套69

三、装配中轴碗70

四、滚动体装配70

五、装配中轴挡71

六、垫圈装配72

七、装配左脚蹬73

八、利用镜向拷贝零件75

九、装配右脚蹬和销钉76

完成学习工作页77

知识拓展77

小贴士78

教学评价78

学后感言80

思考与练习80

项目5棘轮机构装配及动画82

学习目标82

工作任务82

知识准备83

一、智能动画向导83

二、动画路径与关键帧86

三、智能动画编辑器89

任务实施89

一、棘轮机构的装配89

二、棘轮的装配动画92

三、凸轮装配动画的制作94

四、压盖及销钉的装配动画96

五、棘轮工作原理的动画制作97

完成学习工作页101

知识拓展101

小贴士102

教学评价102

学后感言104

思考与练习105

项目6凸轮的建模及加工106

学习目标106

工作任务106

知识准备107

一、加工管理107

二、公共参数设置109

三、与轨迹生成有关的工艺选项与参数111

任务实施111

一、完成凸轮的造型111

二、完成凸轮加工轨迹设置111

完成学习工作页115

教学评价116

学后感言119

思考与练习119

项目7组合基座的建模与拼合加工120

学习目标120

工作任务120

知识准备122

一、平面区域粗加工122

二、平面轮廓精加工123

任务实施124

一、零件分析124

二、实体/曲面造型125

三、加工轨迹的生成127

完成学习工作页130

教学评价131

学后感言134

思考与练习134

项目8摩擦楔块锻模的建模及加工136

学习目标136

工作任务136

知识准备137

一、加工轨迹仿真和编辑137

二、后置处理与工艺模板139

任务实施139

一、摩擦楔块锻模的造型139

二、完成摩擦楔块锻模加工轨迹设置162

完成学习工作页165

知识拓展167

一、知识库加工模板参数设置167

二、知识加工操作168

教学评价171

学后感言173

思考与练习174

项目9叶轮的建模175

学习目标175

工作任务175

知识准备177

任务实施178

一、建立叶轮主曲面178

二、主曲面减料实体生成181

三、构建叶轮基础造型186

四、生成叶轮实体188

五、过渡棱边191

六、建立动模板191

七、生成孔系和倒角194

八、投影到二维视图198

完成学习工作页200

知识拓展200

教学评价202

学后感言204

思考与练习204

参考文献2052100433B

书 名:CAD/CAM数字化设计与加工

层 次：高职高专

配 套：电子课件

作　者：邱坤

开本： 16开

定价:￥24.0

《材料加工 CAD/CAM基础》是先进材料加工技术的重要组成部分。本书以材料加工CAD技术、CAM技术以及这些技术的具体应用为主线，重点讲述材料加工CAD、CAM技术的基本概念、原理和方法，包括计算机辅助设计的三维造型技术、信息交换技术、智能化技术与优化分析技术；与CAD密切关联的模拟仿真技术；计算机辅助制造的数控加工工艺、数控编程、数控机床等。阐述了材料加工CAD/CAM技术在材料液态成形、塑性成形、连接成形、注射成型和快速原型制造领域的具体应用。最后以UG、Pro/E、SolidWorks以及Mastercam等系统为例，介绍了目前材料加工领域主流的CAD/CAM系统。本书面向材料成形及控制工程专业本科生，同时也可供本专业的研究生及有关工程技术人员学习参考。

前言

第1篇 材料加工CAD/CAM基本理论

第1章 材料加工CAD/CAM概论

1.1 材料加工CAD/CAM的概念

1.2 材料加工CAD/CAM的发展

1.3 材料加工CAD/CAM系统的特点与关键技术

1.3.1 CAD/CAM系统的特点

1.3.2 CAD/CAM系统的关键技术

1.4 材料加工CAD/CAM系统的组成结构

1.4.1 CAD/CAM系统的硬件组成

1.4.2 CAD/CAM系统的软件组成

1.5 常用材料加工CAD/CAM系统

1.5.1 CATIA

1.5.2 UniGraphics NX

1.5.3 Pro/Engineer

1.5.4 SolidWorks

1.6 习题

第2章 零件造型

2.1 一般概念

2.1.1 形体的信息结构

2.1.2 几何信息

2.1.3 拓扑信息

2.1.4 布尔运算

2.1.5 欧拉公式

2.2 形体的表示模式

2.2.1 边界表示法（BRep法）

2.2.2 构造体素法（CSG法）

2.2.3 CSG和BRep混合表示

2.3 曲线与曲面建模

2.3.1 曲线模型

2.3.2 曲面模型

2.4 参数化造型

2.5 特征造型

2.6 混合造型

2.7 习题

第3章 部件装配

3.1 装配造型模式

3.2 装配模型的表示

3.3 装配约束

3.4 装配建模方法

3.4.1 自底向上的装配建模

3.4.2 自顶向下的装配建模

3.5 装配工程图

3.6 习题

第4章 产品数据交换

4.1 产品数据交换接口

4.1.1 专用数据交换接口

4.1.2 通用数据交换接口

4.2 IGES标准

4.2.1 IGES的文件结构

4.2.2 IGES在应用中的问题和发展

4.3 STEP标准

4.3.1 STEP标准的特点

4.3.2 STEP标准的体系结构

4.3.3 STEP标准的组成

4.4 习题第2篇材料加工CAD/CAM开发技术

第5章 材料加工CAD/CAM系统开发通用技术

5.1 材料加工CAD/CAM系统的开发平台

5.1.1 UG NX平台的二次开发

5.1.2 Pro/E平台的二次开发

5.1.3 SolidWorks平台的二次开发

5.1.4 CATIA平台的二次开发

5.2 材料加工CAD/CAM系统的开发流程

5.2.1 系统分析

5.2.2 系统设计

5.2.3 程序设计

5.2.4 系统测试

5.2.5 系统维护

5.3 参数与几何关联技术

5.3.1 参数关联技术

5.3.2 几何关联技术

5.4 用户自定义特征

5.4.1 基于UG NX的用户自定义特征

5.4.2 基于Pro/E的用户自定义特征

5.4.3 基于SolidWorks的用户自定义特征

5.5 习题

第6章 数据处理

6.1 数表和线图的程序化

6.1.1 数表的程序化

6.1.2 数表的公式化

6.1.3 数据拟合

6.1.4 线图的程序化

6.2 文件系统

6.2.1 数据文件的建立

6.2.2 CAD/CAM系统模块间的数据传递

6.3 数据库技术

6.4 习题

第7章 图形变换

7.1 二维图形变换

7.2 三维图形变换

7.3 习题

第8章 冲压模具CAD/CAM系统及其开发

8.1 冲压模具CAD/CAM系统的结构与功能

8.1.1 冲压模具CAD/CAM系统的结构

8.1.2 冲压模具CAD/CAM系统的功能

8.2 冲压模具CAD/CAM系统的实现

8.2.1 冲压模冲压工艺设计

8.2.2 冲压模模具结构与零件CAD

8.3 冲压模具CAD/CAM系统开发的关键技术

8.3.1 冲压模设计中的变更及关联技术

8.3.2 中间工序形状的关联技术

8.3.3 冲裁模具结构关联及变更

8.4 习题

第9章 注塑模具CAD/CAM系统及其开发

9.1 注塑模具CAD/CAM系统的结构与功能

9.2 注塑模具CAD/CAM系统的实现

9.3 注塑模具CAD/CAM系统开发的关键技术

9.4 习题第3篇基于UG NX的材料加工CAD/CAM

第10章 基础造型

10.1 草绘

10.1.1 草图平面

10.1.2 草绘设计

10.1.3 草图定位

10.2 基础实体设计

10.2.1 基本体素特征

10.2.2 拉伸体特征

10.2.3 回转体特征

10.2.4 扫掠体

10.2.5 布尔运算

10.3 特征设计

10.3.1 凸台特征

10.3.2 孔特征

10.3.3 腔体特征

10.3.4 垫块特征

10.3.5 键槽特征和槽特征

10.4 特征表达式设计

10.4.1 创建表达式

10.4.2 编辑表达式

10.5 特征操作和编辑

10.5.1 特征操作概述

10.5.2 编辑特征

10.6 曲线和曲面设计

10.6.1 曲线设计

10.6.2 曲面设计基础

10.7 装配设计

10.7.1 装配概述

10.7.2 装配方式方法

10.7.3 爆炸图

10.7.4 装配顺序

10.8 工程图

10.8.1 视图操作

10.8.2 编辑工程图

10.8.3 尺寸标注、注释

10.9 综合实例——减速器机盖

10.9.1 减速器机盖整体设计

10.9.2 机盖细节设计

10.10 习题

第11章 曲面造型

11.1 网格曲面

11.1.1 直纹曲面

11.1.2 通过曲面网格

11.2 扫掠曲面

11.2.1 使用一组引导线创建扫掠曲面

11.2.2 使用两组引导线创建扫掠曲面

11.2.3 通过变化的扫掠创建曲面

11.3 编辑曲面

11.3.1 修剪曲面

11.3.2 扩大曲面

11.3.3 综合实例

11.4 习题

第12章 钣金设计

12.1 UG NX钣金件设计基础

12.1.1 钣金的基本概念

12.1.2 UG NX钣金设计

12.1.3 钣金特征预设值

12.1.4 钣金草图设置

12.2 弯边

12.2.1 【弯边】特征对话框

12.2.2 宽度

12.2.3 长度

12.2.4 角度

12.2.5 半径

12.2.6 弯边方向

12.2.7 选项

12.2.8 其他

12.3 放样弯边和轮廓弯边

12.3.1 放样弯边

12.3.2 轮廓弯边

12.4 折弯

12.4.1 【折弯】对话框

12.4.2 折弯的构造方法

12.4.3 折弯参数

12.4.4 应用的曲线类型

12.4.5 折弯方向

12.4.6 其他

12.5 成形/展开

12.5.1 【成形/展开】对话框

12.5.2 【折弯】列表框

12.5.3 【成形/展开】操作命令

12.6 钣金孔与钣金槽

12.6.1 钣金孔

12.6.2 钣金槽

12.7 钣金筋

12.7.1 【筋】特征对话框

12.7.2 选择步骤

12.7.3 钣金筋类型

12.7.4 钣金筋选项

12.8 钣金角与钣金除料

12.8.1 钣金角

12.8.2 钣金除料

12.9 冲压

12.9.1 钣金冲压

12.9.2 实体冲压

12.9.3 冲压凹坑

12.9.4 冲压除料

12.10 钣金桥接

12.10.1 【钣金桥接】特征对话框

12.10.2 选择步骤

12.11 综合实例

12.11.1 启动软件与钣金设置

12.11.2 钣金件基体与钣金弯边

12.11.3 放样弯边与轮廓弯边

12.11.4 钣金折弯与钣金角

12.11.5 钣金孔与钣金槽

12.11.6 钣金冲压与钣金除料

12.11.7 内嵌弯边与钣金槽

12.11.8 实体冲压与钣金桥接

12.12 习题

第13章 级进模具CAD

13.1 毛坯排样

13.1.1 毛坯生成器

13.1.2 毛坯排样

13.1.3 毛坯排样实例

13.2 废料设计

13.2.1 废料设计的前期准备

13.2.2 废料设计

13.2.3 废料设计实例

13.3 条料排样设计

13.3.1 创建条料排样

13.3.2 工艺安排

13.3.3 条料仿真

13.3.4 条料排样实例

13.4 模架设计与管理

13.4.1 标准模架

13.4.2 组件集

13.4.3 设计工具

13.4.4 冲压力计算和模架设计实例

13.5 冲裁镶块设计

13.5.1 法向设计和自由曲面设计

13.5.2 阵列

13.5.3 关联

13.5.4 冲裁镶块设计实例

13.6 功能组件设计

13.6.1 设计折弯冲头或凹模组件

13.6.2 设计成形凸模或凹模组件

13.6.3 刀具处理组件

13.6.4 设计翻孔组件

13.6.5 设计导正销

13.6.6 设计浮升销

13.6.7 设计安装组件

13.6.8 设计沉头孔组件

13.6.9 设计埋头孔组件

13.6.10 设计锥形孔组件

13.6.11 设计凹坑组件

13.6.12 设计切口成形组件

13.6.13 设计倒斜角组件

13.6.14 设计用户定义组件

13.6.15 功能组件设计实例

13.7 标准件管理及结构设计

13.7.1 标准件管理

13.7.2 多点模式的标准件设计

13.7.3 让位槽设计

13.7.4 腔体设计

13.7.5 安装孔设计

13.8 习题

第14章 注塑模具CAD

14.1 注塑模具结构组成

14.2 注塑模设计界面介绍

14.2.1 注塑模向导工具条

14.2.2 注塑模工具

14.2.3 分型管理器

14.3 UG注塑模具的设计流程

14.4 简单壳体注塑模UG分型

14.4.1 模具设计项目初始化

14.4.2 设定模具坐标系统

14.4.3 工件设计

14.4.4 布局设计

14.4.5 产品分型准备

14.4.6 产品分型

14.5 数码相机后盖UG分型及浇注系统设置

14.5.1 模具设计项目初始化

14.5.2 设定模具坐标系统

14.5.3 工件设计

14.5.4 布局设计

14.5.5 产品分型准备

14.5.6 产品分型

14.5.7 创建流道系统

14.6 焊枪手柄UG分型

14.6.1 模具设计项目初始化

14.6.2 设定模具坐标系统

14.6.3 工件设计

14.6.4 布局设计

14.6.5 产品分型准备

14.6.6 产品分型

14.7 习题

第15章 模具CAM

15.1 UG NX数控加工基础知识

15.1.1 数控技术基础知识

15.1.2 UG NX CAM基础知识

15.1.3 UG NX CAM加工环境

15.2 UG NX 数控加工基本操作

15.2.1 创建程序组

15.2.2 创建刀具组

15.2.3 创建几何体

15.2.4 创建加工方法

15.2.5 创建操作

15.2.6 刀具轨迹

15.2.7 后置处理和车间工艺文档

15.3 平面铣削加工

15.3.1 概述

15.3.2 加工几何体

15.3.3 切削模式

15.3.4 参数设置

15.3.5 设计范例

15.4 型腔铣

15.4.1 型腔铣的特点

15.4.2 创建型腔铣的一般步骤

15.4.3 几何体

15.4.4 参数设置

15.5 固定轴曲面轮廓铣

15.5.1 固定轴曲面轮廓铣

15.5.2 常用驱动方法

15.5.3 区域铣削驱动方法

15.5.4 刀轨设置

15.6 习题

参考文献 2100433B

本书包括CAD篇、CAM篇和数控机床加工篇三部分。全书分15章，以典型零件为范例，详细介绍了NGNX的实体建模、非参数化建模、参数化建模、基于约束的草图建模及复合建模方法；自由形状特征建模；工程制图；装配建模；UGNX与其他软件的图形转换方法；UGNX点位加工、平面铣加工、型腔铣加工和固定轴曲面轮廓铣的加工方法；CAD/CAM技术概况以及开放式数控系统和数控铣床、车床的编程加工概况等。 本书结合了作者多年来在CAD/CAM和数控技术方面的教学和培训经验，内容新颖丰富，深入浅出，易于掌握。随书所附光盘包含了书中所有范例的部件文件，供读者边学习边训练。 本书是“普通高等教育‘十五’国家级规划教材”，可以作为高等学校CAD/CAM应用课程的教材和初学者的入门教材，也可以作为深造者的参考用书。