数字化设计制造应用技术基础

前言

第1章 数字化技术与产品开发

1.1 计算机在制造业中的作用

1.2 数字化技术的内涵

1.3 产品开发活动的流程

1.4 数字化改变了产品开发的方式

1.4.1 产品开发过程的要素

1.4.2 产品开发过程的发展

1.4.3 数字化改变了设计师的工作方式

1.4.4 数字化提高了产品信息交换水平

1.4.5 数字化使得产品创新更容易

1.5 传统产品开发周期和数字化产品开发周期的比较

1.6 小结

习题

第2章 产品数字化概念设计技术

2.1 设计的重要性

2.2 产品设计的概念、分类和发展

2.2.1 设计的概念

2.2.2 产品设计的分类

2.2.3 产品设计过程历史

2.2.4 产品设计过程的发展趋势

2.3 概念设计与数字化

2.3.1 概念设计的定义

2.3.2 概念设计的重要性

2.3.3 计算机辅助概念设计

2.4 基于知识的概念设计系统

2.4.1 知识工程

2.4.2 基于知识的概念设计

2.5 计算机支持的变型设计

2.5.1 模块化变型设计

2.5.2 基于CSP的参数化变型设计

2.5.3 基于实例推理技术的变型设计

2.6 概念设计过程模型简介

2.7 含有概念设计数字化模块的商业软件一

2.8 应用实例

2.8.1 基于知识的变型设计举例--凸轮连杆机构变型设计

2.8.2 配置设计举例--滑板车的配置设计

习题

第3章 数字化几何建模技术

3.1 数字化几何建模及其发展历程

3.2 设计意图与几何模型

3.2.1 设计意图的概念

3.2.2 设计意图的表达

3.2.3 设计意图和几何模型的作用

3.3 几何模型分类

3.4 基于特征的造型技术

3.5 基于约束的造型技术

3.6 产品的数字化装配技术

3.7 造型实例

3.7.1 连杆造型

3.7.2 凸轮造型

3.8 装配实例

3.8.1 凸轮连杆机构的装配

3.8.2 可折叠自行车的装配

3.9 产品数据与产品数据交换标准

习题

第4章 产品开发中的数字化分析

4.1 有限元分析技术

4.1.1 工程问题的解析解与数值解

4.1.2 有限元方法概述

4.1.3 弹性力学有限元法

4.1.4 应用实例

4.2 机械产品设计中的运动分析

4.2.1 运动分析概述

4.2.2 机构运动分析

4.2.3 应用实例

习题

第5章 数字化制造技术

5.1 数字化制造技术概述

5.1.1 数字化制造的背景

5.1.2 数字化制造的特点

5.1.3 常用数字化制造的设备

……

第6章 产品生命周期管理

第7章 数字化设计制造实例

参考文献

本书系统介绍了数字化产品开发全过程，并对其中核心活动和相关技术进行重点介绍及应用举例。全书共7章。第1~6章介绍了产品数字化设计制造的相关常用技术，包括数字化产品开发中基于知识的变型设计、设计意图表达与参数化建模、运动学分析与结构优化、数控加工等基础技术，每一章都配有应用实例;第7章，给出了一个"滚丝机"中凸轮连杆机构设计、优化、加工过程的综合实例，对前6章的内容进行了具体应用，该实例简单有趣、方便易行，有具体的参数和详细的步骤，可供读者进行计算机模拟练习和上机加工实践之参考。本书重点突出，实例丰富，主线明确。

本书可作为技术应用型高等工科院校的机械设计、机械制造、工业工程、模具设计加工、计算机辅助设计等相关专业的本科教材，亦可供相关制造企业中工程技术人员的学习参考。

数字化设计(Digital Design)是以实现新产品为目标，以计算机软硬件技术为基础，以数字化信息为辅助手段，支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机集合。数字化制造(Digital Manufacturing)是以产品制造过程的规划、管理、控制为对象，以计算机作为直接或间接工具，以控制生产设备，实现产品制造和生产的技术的有机集合。

数字化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，包括三维建模、装配分析、运动学及动力学仿真验证、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计与制造、反求工程与快速制造、多媒体和网络通信等，是一项多学科的综合技术，是现代先进制造技术的重要组成部分。

《数字化设计与制造实验教程》在内容设计上紧密结合现代制造业的新技术、新工艺、新装备，一方面进一步强化三维CAD建模、CAM代码生成与仿真、数控机床操作等基础;另一方面系统地将基于光学扫描的逆向设计技术、FDM以及SLA工艺的快速原型技术、基于ADAMS软件的虚拟样机技术等引入实验教学。

全书结构严谨，既可以作为机械设计制造及自动化、工业设计、材料成形与控制工程、过程装备与控制工程、工业工程等专业学生相关课程的实验实习教材，也可以作为一般工程技术人员的参考书。