目 录
第 1 章 CAD/ CAM 概论 ……………………………………………………………………… 1
1. 1 CAD/ CAM 的基本概念……………………………………………………………… 1
1. 2 CAD/ CAM 技术在模具中的应用…………………………………………………… 8
1. 3 CAD/ CAM 发展趋势 ……………………………………………………………… 13
1. 4 思考题 ……………………………………………………………………………… 15
第 2 章 CAD/ CAM 系统组成………………………………………………………………… 16
2. 1 CAD/ CAM 系统的硬件 …………………………………………………………… 16
2. 2 模具 CAD/ CAM 系统的软件 ……………………………………………………… 30
2. 3 思考题 ……………………………………………………………………………… 36
第 3 章 CAD 技术 …………………………………………………………………………… 37
3. 1 概述 ………………………………………………………………………………… 37
3. 2 几何造型技术 ……………………………………………………………………… 45
3. 3 CAD/ CAM 几何造型开发平台 …………………………………………………… 57
3. 4 图形变换 …………………………………………………………………………… 63
3. 5 思考题 ……………………………………………………………………………… 76
第 4 章 CAPP 技术…………………………………………………………………………… 77
4. 1 概述 ………………………………………………………………………………… 77
4. 2 工艺设计标准化 …………………………………………………………………… 81
4. 3 CAPP 的使能技术 ………………………………………………………………… 88
4. 4 CAPP 在模具制造中的应用 ……………………………………………………… 100
4. 5 思考题 …………………………………………………………………………… 106
第 5 章 CAM 技术 ………………………………………………………………………… 107
5. 1 制造与制造系统 ………………………………………………………………… 107
5. 2 CAM 概论 ………………………………………………………………………… 113
5. 3 NC 加工技术概述 ………………………………………………………………… 118
5. 4 NC 加工编程 ……………………………………………………………………… 128
5. 5 NC 加工仿真 ……………………………………………………………………… 144
5. 6 思考题 …………………………………………………………………………… 158
第 6 章 CAD/ CAM 集成系统 ……………………………………………………………… 159
6. 1 CAD/ CAM 系统集成的概念……………………………………………………… 159
6. 2 CAD/ CAM 系统集成关键技术…………………………………………………… 164
6. 3 CAD/ CAM 集成方式……………………………………………………………… 166
6. 4 产品数据管理 …………………………………………………………………… 171
6. 5 产品数据模型交换标准 STEP …………………………………………………… 181
6. 6 思考题 …………………………………………………………………………… 189
第 7 章 模具设计反向工程 ………………………………………………………………… 190
7. 1 反向工程的概述 ………………………………………………………………… 190
7. 2 反向工程的数据采集技术 ……………………………………………………… 193
7. 3 反向工程的数据处理技术 ……………………………………………………… 199
7. 4 反向工程在模具制造业中的应用 ……………………………………………… 204
7. 5 思考题 …………………………………………………………………………… 206
第 8 章 CAD/ CAM 实例分析 ……………………………………………………………… 207
8. 1 注射模 CAD/ CAM ……………………………………………………………… 207
8. 2 冲裁模 CAD/ CAM ……………………………………………………………… 218
8. 3 思考题 …………………………………………………………………………… 230
附录 1 准备功能 G 指令 …………………………………………………………………… 231
附录 2 辅助功能 M 指令 …………………………………………………………………… 235
参考文献 ……………………………………………………………………………………… 236
第二版前言
传统的模具设计和制造在一定程度上依赖于人的经验, 并且周期长、 质量低, 而很多
现代产品要求精度高、 结构复杂, 这就使得模具产品在设计和制造时面对很大的困难, 导
致其无法满足生产要求。
为了更好地解决模具设计与制造过程中遇到的这些问题, 人们除了从理论上进一步研
究模具设计与制造的内在机理, 也尝试在计算机上用更加有效的直观手段显示模具设计与
制造的过程, 这就促进了模具 CAD/ CAM 技术的发展。 因此, 模具 CAD/ CAM 技术成为工
业自动化设计和生产的发展方向, 在许多产品的开发和生产中都有应用, 特别是在汽车、
轻工、 电子、 航空等行业的应用越来越广泛。
本书是模具设计与制造专业的技术基础课教材, 主要读者对象是高等院校的模具设计与
制造、 机械设计与制造工程、 工业设计、 材料科学与工程、 机械工程及自动化等专业的学
生, 也可作为相关工程技术人员的参考书。 本次修订按现行国家标准修改了数控机床程序格
式与编码规则, 更新了附录部分的内容, 其他部分则在第一版教材的基础上做了局部更正。
本书由上海工程技术大学的霍元明和何涛作为主编负责全书的统稿, 具体编写分工
为: 何涛负责第 1、 2 章的编写, 杜向阳负责第 3、 4 章的编写, 张海峰负责第 5、 6 章的
编写, 张超负责第 7、 8 章的编写。 参与本书资料整理与校对工作的人员有: 杨万博、 沈
梦蓝、 胡玉佳、 霍存龙、 贾昌远、 刘克然、 任旭、 白杰、 卞志远、 陈港、 余雯翰、 陈昊、
周子鑫。
在本书的编写过程中, 国家高效零件轧制研究与推广中心王宝雨研究员、 刘晋平副研
究员给予了很大的鼓励, 并提出了许多宝贵的意见, 在此表示诚挚的谢意。 同时, 本书的
编写参阅了国内外许多专家学者的著作和文献资料, 在此向他们表示衷心的感谢, 他们的
精辟理论、 创新思想、 优秀技术、 成功应用为本书增色不少。 除此之外, 还要感谢北京大
学出版社在本书出版过程中给予的帮助和支持。
由于作者的水平有限, 加之时间仓促, 书中难免有不妥之处, 恳请广大读者不吝赐教!
编 者
本书是模具设计与制造专业的技术基础课教材, 主要读者对象是高等院校的模具设计与
制造、 机械设计与制造工程、 工业设计、 材料科学与工程、 机械工程及自动化等专业的学
生, 也可作为相关工程技术人员的参考书。
霍元明,何涛
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上海工程技术大学机械与汽车工程学院硕士研究生导师,博士师从英国皇家工程院院士林建国教授。中国机械工程学会高级会员、中国金属学会高级会员、Science Research Association机械工程期刊与材料期刊编委等。发表学术论文20余篇,其中SCI/EI检索论文15篇,获得授权发明专利2项参与出版普通高等教育“十三五”规划教材1本。2018年荣获国家自然科学基金青年基金项目1项。何涛,男,汉族,博士、副教授、上海工程技术大学副院长(兼机器人系主任)。2008年博士毕业于北京科技大学,师从中国工程院院士胡正寰教授。
本书是一本介绍模具 CAD/ CAM 技术的教材。 它除了系统地阐述了模具 CAD/ CAM 技术的基本概念、方法及相关技术, 还通过模具设计、 制造这一实例, 介绍了 CAD/ CAM 技术在一些典型模具设计、 制造中的应用, 从而使读者能够较快掌握模具 CAD/ CAM 的内涵和关键。
本书适合作为应用型本科院校模具设计与制造、 机械设计与制造工程、 工业设计、 材料科学与工程、机械工程及自动化等相关专业的教材。