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第1章 概述 1

1．1计算机辅助制造（CAM）技术的基本概念 1

1．1．1 CAD/CAM技术的发展概况及在制造业中的历史地位 1

1．1．2计算机辅助制造和制造系统的概念 3

1．2计算机辅助制造的应用范畴 5

1．2．1计算机辅助制造的直接应用 5

1．2．2计算机辅助制造的间接应用 5

1．3计算机辅助制造的环境 5

1．3．1计算机硬件环境 6

1．3．2计算机软件环境 7

1．3．3数据库系统环境 10

1．3．4计算机网络与通信环境 12

1．4 CAD/CAM软件系统的选择原则和常用软件介绍 18

1．4．1 CAD/CAM软件的选择原则 18

1．4．2 常用CAD/CAM软件的介绍 19

第2章 计算机辅助生产管理系统 22

2．1概述 22

2．1．1工业生产的内容 22

2．1．2制造业的生产流程 23

2．1．3在企业中应用计算机管理的意义和条件 24

2．2计算机辅助生产管理系统的构成、信息类型及数学模型 25

2．2．1计算机辅助生产管理系统的构成 25

2．2．2生产管理系统中的信息种类及其数学模型 26

2．3 MRP系统简介 29

2．3．1 MRP的简介 29

2．3．2 MRP的技术原理和计算方法 30

2．3．3 MRPⅡ的逻辑结构 32

2．3．4 MRPⅡ的物理结构 33

2．4某企业实施MRPⅡ项目的实例 34

2．4．1项目的实施 34

2．4．2存在问题 35

2．4．3后续的完善工作 36

2．4．4 MRPⅡ项目效益分析 36

2．5网络技术在计算机辅助生产管理系统中的应用 36

2．5．1 Intranet网络结构 37

2．5．2基于Intranet的计算机生产管理系统 37

2．6产品数据管理（Production Data Management）系统简介 39

2．6．1 PDM的功能 40

2．6．2 PDM的实施 42

2．6．3 PDM系统的发展方向 42

第3章 成组技术及其零件分类编码 44

3．1成组技术的基本原理及其所面临的制造环境 44

3．2零件分类编码系统的结构类型 46

3．3零件分类编码实例 46

3．3．1 Vuoso编码系统 47

3．3．2 Opitz编码系统 49

3．3．3 KK-3系统 50

3．3．4 JLBM-1系统 51

3．4柔性编码系统和计算机自动柔性编码系统 54

3．4．1柔性编码系统 54

3．4．2计算机自动柔性编码系统 55

3．5 CAPP系统对零件信息描述技术的要求 56

3．6零件信息描述基本方法简介 57

3．6．1零件分类编码描述法 57

3．6．2形面要素描述法 57

3．6．3图论描述法 57

3．6．4面向零件特征要素法 58

3．6．5拓扑描述法 58

3．6．6知识表示描述法 58

3．6．7直接与CAD系统相连 58

3．7．1基于形面要素法的零件信息描述与输入方法 59

3．7．2基于信息树的零件描述与输入方法 59

3．7回转体零件图形输入方法 59

3．8非回转体零件图形输入系统 60

3．8．1基于特征的箱体零件信息输入 61

3．8．2面向对象的智能零件信息输入系统 62

3．9集成制造环境下CAPP信息输入及接口技术 63

3．9．1集成制造环境下CAPP的特点 63

3．9．2 CAPP的集成与接口技术 64

第4章 计算机辅助工艺设计 65

4．1 CAPP技术概述 65

4．1．1 CAPP技术的提出 65

4．1．2计算机辅助工艺设计的含义和意义 66

4．1．3企业工艺设计对CAPP系统提出的要求 67

4．1．4计算机辅助工艺设计的步骤 68

4．1．5 CAPP技术发展简史及分类 70

4．2．2计算机辅助工艺设计系统的体系结构 71

4．2．1计算机辅助工艺设计所涉及的范围 71

4．2计算机辅助工艺设计系统的结构 71

4．2．3计算机辅助工艺设计的功能模块 73

4．3 CAPP系统中的工序设计 75

4．3．1加工余量与毛坯的确定 75

4．3．2工序尺寸的确定 76

4．3．3工序图的绘制 77

4．3．4切削用量的确定 78

4．3．5加工过程优化 78

4．3．6工时定额的确定 79

4．4工艺数据库与知识库 80

4．4．1工艺数据与知识的种类和特点 80

4．4．2工艺数据与知识的获取与表达 81

4．4．3工艺数据库与知识库的设计 82

4．5检索式CAPP系统 84

4．5．1检索式工艺过程设计的工作过程 84

4．5．2标准工艺的关键字启发式搜索法 85

4．5．3检索式CAPP系统的特点 86

4．6派生式CAPP系统 86

4．6．1派生式工艺过程设计原理 86

4．6．2典型零件的设计 87

4．6．3派生式CAPP系统的特点 88

4．7创成式CAPP系统 88

4．7．1创成式CAPP系统概述 88

4．7．2创成式CAPP系统设计的一般过程 89

4．7．3一般创成式CAPP系统的工艺决策和体系结构 90

4．7．4基于专家系统的工艺决策方法 91

4．8集成环境下面向产品的CAPP系统介绍 94

4．8．1集成环境下面向产品的CAPP系统的内容 94

4．8．2面向产品的CAPP方法论 95

4．8．3基于面向产品方法的CAPP信息建模 96

4．8．4面向产品的CAPP集成化 97

4．8．5基于交互式的CAPP智能化 98

4．9实例：集成化CAPP系统HZ-RCAP介绍 99

4．9．1 HZ-RCAP的组成 99

4．9．2 HZ-RCAP的功能 99

4．9．3 HZ-RCAP的总体结构与基本工作过程 101

4．9．4 HZ-RCAP的工艺决策策略 101

4．9．5 HZ-RCAP工艺数据与知识的管理 102

4．9．6 HZ-RCAP的工序图绘制 104

4．9．7 HZ-RCAP的工时计算 104

第5章 计算机辅助工装设计 106

5．1概述 106

5．1．1工装设计自动化 106

5．1．2计算机辅助工装设计的范围 106

5．2计算机辅助机床夹具设计 107

5．2．1机床夹具计算机辅助设计的范畴 107

5．2．2计算机辅助夹具设计系统结构 110

5．2．3夹具设计应用软件的开发 111

5．2．4夹具元件图形编目与检索 116

5．3计算机辅助制造中的刀具系统 116

5．3．1刀具材料概述 116

5．3．2刀具系统概述 120

5．3．3刀具的计算机辅助设计和制造 121

5．3．4刀具的贮存、交换和运送 125

5．3．5刀具的使用和管理 128

第6章 计算机辅助质量控制系统与制造过程监控技术 132

6．1计算机集成质量控制系统的概念 132

6．1．1质量控制计划 133

6．1．2质量控制的功能 133

6．1．3质量控制方法及测试程序 135

6．1．4计算机化测试系统的体系结构 136

6．1．5计算机质量控制系统的设备配置 137

6．2计算机辅助质量检测技术 138

6．2．1检测方法分类 138

6．2．2检测方法 138

6．3坐标测量技术与坐标测量机 140

6．3．1概述 140

6．3．2坐标测量原理 141

6．3．3坐标测量机 143

6．3．4柔性制造系统中的检测工作站介绍 146

6．4现代机械制造系统的加工过程的监控技术 147

6．4．1加工过程监控的必要性 148

6．4．2加工过程监控系统的一般结构 148

6．4．3刀具状态检测技术介绍 149

6．4．4刀具破损监控的一个实例——钛合金振动攻丝的丝锥破损监控 153

7．1．1数控机床的产生 159

7．1．2数控机床发展的几个阶段 159

第7章 数控技术与数控机床 159

7．1数控机床的产生与发展 159

7．1．3我国数控技术的发展历程及面临的机遇和挑战 160

7．1．4数控技术的发展方向 162

7．2数控机床的加工特点 164

7．2．1采用数控机床加工的优势 164

7．2．2数控机床的适用范围 164

7．3数控机床的主要组成部分 165

7．4．1按机床运动的控制轨迹进行分类 167

7．4数控机床的分类 167

7．4．2按伺服控制的方式进行分类 169

7．4．3按数控系统的功能水平分类 171

7．4．4按加工工艺及机床用途的类型分类 171

7．5数控常用术语 172

7．6快速成型技术简介 177

7．6．1快速成型技术产生的背景 177

7．6．3快速成型的基本原理 178

7．6．2快速成型在产品设计和制造中的作用 178

7．6．4快速成型的CAD模型处理 179

7．6．5快速成型技术的主要方法 180

7．6．6快速成型设备供应商简介 182

7．7虚轴数控机床简介 182

7．7．1虚轴机床的发展及现状 182

7．7．2虚轴机床的基本原理 185

7．7．3虚轴机床的性能特点 185

7．7．4轴机床的关键技术 186

7．7．5轴机床研制的技术对策及研制和生产可能的趋势 187

第8章 数控编程与数控加工工艺 189

8．1数控编程的基础知识 189

8．1．1数控编程的主要内容与步骤 189

8．1．2数控编程的种类 190

8．1．3数控编程中的有关规则及代码 190

8．1．4程序的结构与格式 190

8．1．5机床坐标系与运动方向 192

8．1．6数控系统的准备功能和辅助功能 194

8．2数控车床的加工工艺与编程方法 197

8．2．1数控车床的加工工艺 197

8．2．2数控车床的编程方法 200

8．2．3编程实例 207

8．3数控铣床的加工工艺与编程方法 209

8．3．1数控铣床的加工工艺 209

8．3．2数控铣床编程基础 214

8．3．3数控铣床常用功能的编程方法 215

8．3．4数控铣床编程实例 223

8．4加工中心的加工工艺与编程方法 225

8．4．1加工中心的加工工艺 225

8．4．2加工中心的程序编程 229

8．4．3编程实例 232

8．5．1数控线切割机床的加工工艺 237

8．5数控线切割机床的加工工艺与编程 237

8．5．2数控线切割程序的编制 241

8．5．3编程实例 243

第9章 数控自动编程与加工仿真 244

9．1数控自动编程技术概述 244

9．1．1数控自动编程技术的两种方式介绍 244

9．1．2自动编程的发展现状 244

9．2图形交互式自动编程的特点和基本步骤 245

9．2．1图形交互式自动编程的特点 245

9．2．2图形交互式自动编程的基本步骤 246

9．3加工仿真 247

9．3．1加工仿真的含义 247

9．3．2加工仿真系统的体系结构 248

9．3．3加工过程仿真的干涉碰撞检验 249

9．4 Master CAM 8.0 250

9．4．1概述 250

9．3．4加工仿真的形式 250

9．4．2 Master CAM菜单功能介绍 252

9．4．3 Master CAM的CAD几何造型 259

9．4．4 Master CAM的CAM刀具轨迹生成与后置处理 264

9．4．5 Master CAM应用实例 266

第10章 先进制造生产和管理模式简介 275

10．1计算机集成制造系统 275

10．1．1计算机集成制造系统的基本概念和内涵 275

10．1．2 CIMS的构成和结构体系 276

10．1．3 CIMS的关键技术 278

10．2敏捷制造AM（Agile Manufacturing） 279

10．2．1 AM产生的背景和起源 279

10．2．2 AM的内涵及概念 279

10．2．3 敏捷制造AM的基本特点 280

10．2．4 AM企业的主要特征、战略体系、要素和使能子系统 281

10．3．1 LP的提出及发展背景 283

10．2．5 AM技术的实施 283

10．3精益生产LP（Lean Production） 283

10．3．2 LP的内涵及体系 284

10．4并行工程CE（Concurrnet Engineering） 286

10．4．1 CE的提出及特性 286

10．4．2 CE的理论基础与运行机理 288

10．4．3 CE的体系结构及关键技术 289

10．5智能制造系统IMS（Intelligent Manufacturing System） 291

10．5．1 IMS的提出 291

10．5．2 IMS的定义及特征 291

10．5．3 IMS的支撑技术及研究热点 292

10．6绿色制造GM（Green Manufacturing） 293

10．6．1 GM的提出及可持续发展制造战略 293

10．6．2绿色产品 294

10．6．3 GM的定义及内涵 294

10．6．4可持续性发展战略的实施 295