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第1章　制造概述1

1.1　产品实现过程3

1.2　产品实现过程的演变5

1.3　CAM及其发展历史7

1.4　本书结构10

1.5 关键词12

1.6 思考题12

1.7 参考文献12

第2章　工程产品规范15

2.1 工程设计16

2.2　设计图17

2.2.1 多视图19

2.2.2　局部视图21

2.2.3　尺寸标注与公差标注22

2.2.4　标注尺寸23

2.2.5　常规尺寸公差24

2.2.6　表面精度26

2.3　公差图分析31

2.3.1 过约束32

2.3.2　欠约束33

2.4　产品与工艺公差之间的关系34

2.5　检验和测量37

2.5.1 检验误差37

2.5.2　表面精度的质量控制37

2.5.3　测量（评估）38

2.6　统计质量控制38

2.7　制造可靠性42

2.8 小结43

2.9　关键词44

2.10　思考题44

2.11 练习题45

2.12　参考文献48

第3章　形位公差49

3.1 背景49

3.2 形位公差：ASME Y14.550

3.2.1　符号修饰符52

3.2.2　直线度（ASME Y14.5-1994）54

3.2.3　表面素线的直线度55

3.2.4　平面度56

3.2.5 圆度56

3.2.6　圆柱度58

3.2.7　轮廓控制58

3.2.8 定向公差59

3.2.9　圆柱定向公差带61

3.2.10　直线定向公差带63

3.2.11　跳动公差64

3.2.12　自由状态变化68

3.3　解释几何规范68

3.4　多零件特征与基准71

3.4.1　多基准零件75

3.4.2　极限尺寸与配合75

3.5 小结76

3.6　关键词77

3.7 思考题77

3.8　练习题77

3.9　参考文献79

3.10　附录：基于测量的形位公差定义80

第4章　计算机辅助设计85

4.1 背景85

4.2　CAD发展历史简述86

4.3　设计建模需求88

4.4　CAD的结构89

4.5　设计二维图形90

4.6　三维CAD和曲面建模95

4.6.1　三维线框建模95

4.6.2 曲面建模97

4.7　利用实体模型设计产品100

4.7.1　实体图元与布尔操作100

4.7.2　欧拉操作和面及边操作101

4.7.3　流形模型和非流形模型103

4.8　基于特征的建模104

4.8.1　交互式特征定义104

4.8.2 自动特征识别105

4.8.3　根据特征设计105

4.9　变量化建模和参数化建模106

4.10　CAD应用108

4.11　设计数据交换109

4.11.1　IGES110

4.11.2 STEP110

4.12　小结112

4.13　思考题112

4.14　练习题112

4.15　参考文献115

第5章　几何建模117

5.1 背景117

5.2　计算机图形学的基本元素118

5.2.1　坐标变换120

5.2.2　投影和显示125

5.3　三维表示127

5.4　曲线和曲面129

5.4.1　曲线129

5.4.2 曲面143

5.5　实体模型150

5.6　小结160

5.7　关键词160

5.8　思考题161

5.9　练习题161

5.10　参考文献162

第6章　工艺工程165

6.1　基于经验的规划166

6.2　工艺能力分析169

6.3　基本加工计算175

6.3.1　进给量和进给速度175

6.3.2　切削速度175

6.3.3　切削深度176

6.3.4　材料去除率176

6.3.5　加工时间178

6.3.6　刀具寿命179

6.3.7　切削力和功率需求183

6.3.8　工艺参数187

6.4　工艺优化189

6.4.1　单次走刀模型189

6.4.2　多次走刀模型195

6.5　小结197

6.6　关键词197

6.7 思考题198

6.8　练习题198

6.9　参考文献199

第7章　刀具与夹具203

7.1 引言203

7.2　刀具性能205

7.2.1　刀具几何形状205

7.2.2　刀具材料210

7.3　工件材料的可加工性215

7.3.1　可加工性试验216

7.3.2　钢219

7.3.3　易切削钢219

7.3.4　不锈钢219

7.3.5　铸铁220

7.3.6　镍基合金220

7.3.7　铝合金220

7.3.8　铜及其合金221

7.4　加工工序221

7.5　工件装卡原则223

7.5.1 夹具224

7.5.2　定位226

7.5.3　支撑与夹紧229

7.6　零件设置或方位230

7.7　数控加工夹具231

7.7.1 组合夹具233

7.7.2　相变夹具235

7.7.3　柔性夹具236

7.8　定位、夹紧和加工引起的误差237

7.9　小结237

7.10　关键词238

7.11 思考题238

7.12　解答题239

7.13　参考文献239

第8章　基于统计的工艺工程245

8.1 背景245

8.2　说明工艺可变性的案例分析246

8.2.1 符号说明247

8.2.2　位置修饰符——忽略特征尺寸248

8.2.3　位置修饰符——最大实体状态251

8.2.4　其他位置规范252

8.3　通用方法254

8.3.1　用于基准建立的形式统计模型261

8.3.2　采用成本模型的优化工艺规划268

8.3.3　解决过程272

8.4　产品示例的试验结果与说明273

8.4.1　材料修饰符和基准特征的选择对合格率的影响274

8.4.2　确定最佳工艺规划279

8.5 小结282

8.6　关键词283

8.7 思考题283

8.8　练习题284

8.9　参考文献285

第9章　工业控制基础287

9.1　控制理论介绍287

9.1.1　过程模型288

9.1.2　控制器293

9.1.3 离散控制系统297

9.2　逻辑控制301

9.2.1 布尔运算301

9.2.2　逻辑控制建模304

9.3　传感器与执行器306

9.3.1 传感器306

9.3.2　电机和执行器310

9.4 小结313

9.5　关键词313

9.6　思考题314

9.7　练习题314

9.8　参考文献319

第10章　可编程逻辑控制器321

10.1　概述321

10.1.1　控制器的功能321

10.1.2　控制装置322

10.1.3　可编程逻辑控制器323

10.2　继电器装置的组成325

10.2.1　开关（触点）325

10.2.2　继电器327

10.2.3 计数器327

10.2.4　计时器328

10.2.5　继电器逻辑示例329

10.3　可编程控制器的结构330

10.3.1 处理器331

10.3.2　存储器331

10.3.3　输入和输出332

10.3.4 电源334

10.3.5　外围设备335

10.4 可编程逻辑控制器的编程337

10.4.1　梯形图337

10.4.2　逻辑340

10.4.3 结构化文本编程345

10.4.4　功能块编程350

10.4.5　指令列表351

10.4.6　顺序功能图353

10.5 PLC逻辑设计工具354

10.5.1　利用真值表设计354

10.5.2　利用状态图实现控制356

10.6 小结360

10.7　关键词361

10.8　思考题362

10.9　练习题362

10.10　参考文献366

第11章　制造中的数据通信和局域网367

11.1　数据通信基础368

11.1.1　通信的基本概念368

11.1.2　数据编码369

11.1.3 串行数据通信371

11.1.4　并行数据通信375

11.1.5　数据传输模式377

11.1.6　数据传输技术377

11.2　局域网378

11.2.1 网络技术380

11.2.2　ISO/OSI模型385

11.2.3 TCP/IP协议387

11.2.4　其他网络389

11.3 小结392

11.4　关键词393

11.5 思考题393

11.6　练习题394

11.7　参考文献395

11.8 附录：通信术语（部分）396

第12章　数控基础399

12.1 引言399

12.2　发展历史400

12.3　数控原理402

12.4　数控的分类403

12.4.1　运动控制：点对点控制和连续轨迹控制403

12.4.2　控制循环405

12.4.3　动力驱动405

12.4.4　定位系统406

12.4.5　NC和CNC406

12.5 数控系统406

12.6　数控控制器410

12.7　数控机床运动学413

12.7.1　两轴、三轴笛卡儿机床414

12.7.2　五轴机床417

12.7.3　六腿机床423

12.8 插补427

12.8.1 直线插补428

12.8.2　圆弧插补432

12.9　轴的伺服控制436

12.9.1 丝杠436

12.9.2 电机437

12.9.3　控制系统438

12.10 主轴439

12.11 小结440

12.12　关键词440

12.13　思考题441

12.14　练习题441

12.15 参考文献443

第13章　数控编程445

13.1　数控零件编程445

13.1.1 坐标系445

13.1.2　数控编程存储介质447

13.1.3　符号代码448

13.1.4　磁带输入格式450

13.1.5　NC字451

13.2　手工零件编程455

13.2.1　零件程序455

13.2.2　刀具半径补偿460

13.3　计算机辅助零件编程463

13.4　CAD零件编程467

13.4.1　Computervision系统468

13.4.2　CADAM系统469

13.4.3　CATIA系统469

13.4.4　NC Programmer469

13.4.5　交互式零件编程469

13.4.6　基于实体模型的刀具轨迹生成471

13.5　数控刀具轨迹检验472

13.6　零件编程解析几何473

13.6.1　刀具中心位置和刀具偏置473

13.6.2　计算几何学477

13.7　小结485

13.8　关键词485

13.9　思考题485

13.10　参考文献489

13.11 附录：计算机辅助零件编程语言490

13.11.1　APT490

13.11.2　其他零件编程语言499

第14章　快速原型制造505

14.1 引言505

14.2　快速原型工艺507

14.2.1 立体光刻（SLA）507

14.2.2　选择性激光烧结（SLS）510

14.2.3　喷射加工工艺511

14.2.4　三维印刷512

14.2.5　分层实体制造（LOM）513

14.2.6　熔融沉积成型（FDM）514

14.2.7　激光工程净成型（LENS）515

14.3　快速原型建模516

14.3.1　STL文件516

14.3.2　SLC格式520

14.3.3　模型分层521

14.4　系统选择525

14.5 小结527

14.6 关键词527

14.7 思考题527

14.8　练习题528

14.9　参考文献528

第15章　工业机器人531

15.1 引言531

15.1.1 背景531

15.1.2　机器人分类533

15.1.3　工作空间538

15.1.4　精度与重复精度542

15.2　动力源、执行器和转换器542

15.3　机器人传感器543

15.4　机器人夹爪543

15.5　机器人安全性544

15.6　机器人编程545

15.7　机器人应用549

15.7.1　机器人应用原则549

15.7.2　应用规划550

15.8　机器人系统的经济性考虑550

15.8.1　设备550

15.8.2　操作与维护550

15.8.3　产品551

15.8.4　分析参数551

15.9　机器人运动学和动力学551

15.9.1　基础知识551

15.9.2　机器人坐标系552

15.9.3　坐标变换通用公式554

15.10　机器人臂部动力学559

15.11　计算机视觉561

15.11.1　图像转换561

15.11.2　图像分析562

15.11.3　图像理解564

15.12 小结565

15.13　关键词565

15.14　练习题565

15.15　参考文献568

附录A　矢量代数573

附录B　传递函数与框图577

附录C　拉普拉斯变换581

附录D　Z变换585

附录E　编码系统589

附录F　MatLab基础593