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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

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