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目录1

第1章 绪论1

1.1 现代设计方法1

1.1.1 设计的基本过程1

1.1.2 现代设计方法概述4

1.1.3 设计方法学概述7

1.1.4 现代设计方法简介9

1.2 数字化制造技术概述15

1.2.1 成组技术15

1.2.2 数控机床加工18

1.2.3 柔性制造系统23

1.2.4 计算机集成制造系统25

1.2.5 快速成型制造技术（RPM）27

1.2.6 智能制造系统29

1.2.7 高速与超高速切削技术30

1.3 数字化设计制造技术及发展趋势31

1.3.1 概述31

1.3.2 数字化设计32

1.3.3 数字化制造33

1.3.4 数字化设计制造技术的发展方向39

复习与思考题40

第2章 机械基础41

2.1 平面机构概述42

2.1.1 机构42

2.1.2 连杆机构46

2.1.3 凸轮机构48

2.1.4 齿轮机构传动49

2.1.5 带传动机构50

2.1.10 组合机构51

2.1.8 气、液传动机构51

2.1.9 机构的组合51

2.1.7 间歇运动机构51

2.1.6 螺旋传动机构51

2.2 机械设计基础知识52

2.2.1 机械设计概述52

2.2.2 机械零件的失效形式和设计计算准则57

2.2.3 机械零件的载荷和应力58

2.2.4 材料的选择及结构工艺性58

2.3 机械加工基础60

2.3.1 切削加工基础60

2.3.2 刀具62

2.3.3 传统的切削加工方法67

2.4 机械加工工艺过程75

2.4.1 生产过程与工艺过程75

2.4.2 机械加工工艺过程的组成75

2.4.3 工件的安装与夹具75

2.4.4 基准及其选择原则78

复习与思考题79

第3章 工程创造力与技法80

3.1 创造力的构成80

3.2 创造性思维81

3.2.1 思维及类型81

3.2.2 创造性思维基础知识86

3.3 创造原理88

3.3.1 综合创造原理88

3.3.2 分离创造原理89

3.3.3 移植创造原理90

3.3.4 物场分析原理91

3.3.5 还原创造原理92

3.3.6 价值优化原理94

3.4 创新技法95

3.4.1 智力激励法95

3.4.2 提问追溯法96

3.4.4 组合创新法97

3.4.3 联想类比法97

3.4.5 列举法100

3.4.6 系统搜索法103

复习与思考题103

第4章 创新设计智能CAD理论技术104

4.1 创新设计过程104

4.2 机械结构设计与创新111

4.2.1 机构的结构分析及设计111

4.2.2 机构的组合与创新116

4.2.3 机构的演化与变异116

4.3 创新设计的变异方法119

4.3.1 功能结构映射的变异方法119

4.3.2 运动链再生方法122

4.3.3 基于图论的创新设计方法127

4.4.1 机构创新设计自动化的必要性131

4.4 机构创新设计的智能化方法131

4.4.2 机构创新设计的智能化方法132

复习与思考题134

第5章 设计制造的数字化基础135

5.1 数字化产品开发基础135

5.1.1 产品开发的发展趋势135

5.1.2 数字化产品开发135

5.1.3 数字化产品开发的特点136

5.1.4 面向产品创新的数字化产品开发137

5.2 数字化产品建模138

5.2.1 概论138

5.2.2 产品几何建模技术139

5.2.3 面向特征的建模方法143

5.2.4 集成化产品建模148

5.2.5 计算机辅助分析系统150

5.3 数字化产品开发的PDM技术152

5.3.1 PDM的基本概念与技术特点152

5.3.2 PDM的功能和发展154

5.3.3 PDM与现代集成制造系统156

5.4 数字化产品开发的KBE技术164

5.4.1 KBE技术概述164

5.4.2 KBE的知识处理168

5.5 虚拟设计174

5.5.1 概述174

5.5.2 虚拟设计技术的一般过程175

5.5.3 虚拟设计技术的应用177

5.5.4 基于VR的虚拟设计系统178

5.6 虚拟制造179

5.6.1 概述179

5.6.2 虚拟制造系统模式180

5.6.3 虚拟制造系统的体系结构182

5.6.4 虚拟制造系统的建模184

5.6.5 加工过程的仿真192

5.7 数字化加工技术195

复习与思考题200

第6章 设计制造技术数字化工程范例201

6.1 大众汽车公司的虚拟设计系统201

6.1.1 概述201

6.1.2 虚拟人201

6.1.3 利用虚拟模型代替实物进行表观查看202

6.1.4 FEMWalk——有限元计算结果的一个动态处理程序203

6.1.5 人机工程学模型203

6.1.6 制造和维修过程中的拆装模拟203

6.2 金属零件的快速数字化制造205

6.3 新型内燃机的开发207

6.4 其他经典虚拟现实技术实例211

6.5 基于蚂蚁算法和图论的齿轮传动运动设计系统简介221

6.5.1 软件界面221

6.6 MEMS虚拟设计系统简介224

参考文献230