工程CAD基础及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:301

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出版时间:2008-11

价格:32.00元

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isbn号码:9787811243451

丛书系列:

图书标签:

• 工程CAD
• CAD基础
• 机械制图
• 计算机辅助设计
• 工程制图
• AutoCAD
• 绘图软件
• 设计入门
• 工业设计
• 图学基础

《精工智造：机械设计与制造的数字化转型》 内容简介： 本书旨在为读者深入剖析现代机械设计与制造领域，特别是其核心的数字化转型趋势。我们将从宏观层面梳理工业革命以来机械制造技术的演进脉络，重点聚焦于当前信息技术与工程实践深度融合所带来的革命性变化。全书以“精工智造”为主线，通过一系列精心设计的章节，全面展现数字化技术如何渗透并重塑机械产品的设计、仿真、生产、质量控制乃至全生命周期管理。 第一部分：数字设计革命与虚拟化仿真 在数字化浪潮的早期，计算机辅助设计（CAD）技术的兴起标志着机械设计从图纸走向屏幕的里程碑。本部分将深入探讨参数化建模、曲面造型、实体建模等核心CAD技术，并详细阐述如何利用高级建模技巧构建复杂而精确的三维模型。我们不仅会介绍传统CAD软件的功能，更会关注当前主流的三维CAD平台，如SolidWorks、CATIA、Creo等，分析它们在不同应用场景下的优势与特点。 在此基础上，我们将引出“数字设计革命”的第二个关键支柱——工程仿真。仿真技术极大地缩短了产品开发周期，降低了试错成本，并提升了产品性能。本部分将详细介绍各种仿真方法，包括但不限于： 有限元分析（FEA）： 重点讲解其在结构强度、刚度、疲劳寿命、热应力等方面的应用。我们将解析单元类型、网格划分策略、边界条件施加以及结果后处理的关键步骤，并通过实际案例展示如何通过FEA优化产品结构，避免失效。 计算流体动力学（CFD）： 深入探讨流体流动、传热、压力分布等现象的仿真。我们将介绍网格生成、物理模型选择（如层流、湍流、多相流）、求解器设置及结果可视化技术，并通过航空航天、汽车、能源等行业的应用案例，说明CFD在提升效率、降低能耗方面的作用。 多体动力学（MBD）： 聚焦于运动机构、机械系统的动态性能分析。我们将讲解刚体与柔体建模、约束关系设置、载荷输入以及运动轨迹、速度、加速度、力和力矩的仿真，并通过机器人、汽车悬挂系统等案例，展示MBD在运动学与动力学分析中的价值。 拓扑优化与形貌优化： 介绍如何利用优化算法，在满足性能要求的前提下，自动生成最优化的产品几何形状，实现减重、节材等目标。我们将详细讲解优化目标、约束条件、设计变量以及算法原理，并通过航空结构件、汽车零部件等案例，展示其在创新设计中的巨大潜力。 此外，本部分还将探讨“虚拟装配”和“虚拟测试”的概念，以及这些技术如何帮助工程师在设计阶段就发现并解决潜在的干涉、装配难题，并对产品在实际使用环境下的性能进行初步评估。 第二部分：智能制造的基石——数字化制造技术 数字化制造是实现“精工智造”的核心环节。本部分将从生产制造过程的数字化、自动化和智能化角度进行深入阐述。 计算机辅助制造（CAM）： CAM技术将CAD模型转化为机床能够识别的加工指令（G代码）。我们将详细介绍刀具路径生成、切削参数优化、后置处理器配置等核心内容。从二维到三维，从粗加工到精加工，我们将解析各种加工策略，包括铣削、车削、钻孔、镗孔等，以及如何针对不同材料和工件形状选择最优的CAM解决方案。 增材制造（3D打印）： 作为近年来的热点技术，增材制造彻底改变了传统“减材制造”的模式。本部分将详细介绍不同类型的增材制造技术，如FDM（熔融沉积成型）、SLA（光固化）、SLS（选择性激光烧结）、DMLS（直接金属激光烧结）等，并分析其在原型制作、复杂结构制造、个性化定制等方面的应用。我们将探讨材料选择、支撑结构设计、后处理工艺以及质量控制的关键问题。 数控（NC）机床与自动化生产线： 深入分析现代数控机床的组成、工作原理及编程方法。我们将介绍刀具补偿、工件坐标系、指令系统等，并重点关注自动化生产线的布局、集成和优化。从单机自动化到柔性制造系统（FMS），再到智能车间，我们将梳理不同层级的自动化解决方案。 机器人技术在制造中的应用： 机器人是实现制造自动化的重要载体。本部分将介绍工业机器人的类型（如关节机器人、SCARA机器人、Delta机器人）、运动控制、路径规划以及在装配、焊接、喷涂、搬运等典型应用场景中的部署策略。 制造执行系统（MES）： MES系统连接了企业资源计划（ERP）和车间控制系统，是实现精益生产和数字化车间管理的关键。我们将探讨MES在生产计划调度、物料追踪、质量管理、设备监控、数据采集与分析等方面的功能，以及如何通过MES提升生产效率、降低生产成本、改善产品质量。 第三部分：质量赋能与数字化监控 产品质量是企业生命线的基石。本部分将聚焦于数字化技术如何提升产品质量控制与保证水平。 计算机辅助质量保证（CAQ）： CAQ系统将质量检验、数据分析、过程控制等环节数字化。我们将介绍统计过程控制（SPC）、试验设计（DOE）、可追溯性管理等方法，以及如何利用CAQ系统对生产过程进行实时监控和数据分析，及时发现并纠正质量偏差。 测量与检测技术的数字化： 详细介绍各种数字化测量设备，如三坐标测量机（CMM）、光学扫描仪、表面粗糙度仪等。我们将分析它们的工作原理、测量精度以及如何通过数字化手段实现测量数据的采集、处理和分析，并与CAD模型进行比对，进行尺寸和形位公差的检测。 物联网（IoT）与工业互联网在质量监控中的应用： 探讨如何利用传感器、数据采集设备和工业互联网平台，实现对生产设备状态、环境参数、在制品质量等信息的实时采集和远程监控。我们将分析如何通过大数据分析挖掘潜在的质量问题，并实现预测性维护，避免因设备故障导致的质量损失。 数字孪生（Digital Twin）在质量管理中的应用： 数字孪生是物理实体在数字空间的映射，能够实现对产品全生命周期的实时监控和模拟。本部分将重点阐述数字孪生如何用于实时监测产品在运行过程中的状态，预测潜在的故障，并指导维护和修复，从而提升产品的可靠性和使用寿命。 第四部分：面向未来的智能制造生态 随着技术的不断进步，机械设计与制造正朝着更加智能化、网络化、服务化的方向发展。 人工智能（AI）与机器学习在机械工程中的应用： 探讨AI技术如何赋能机械设计（如智能设计辅助、材料推荐）、制造过程优化（如故障预测、生产调度优化）、质量控制（如缺陷识别、异常检测）以及产品服务（如预测性维护）。 大数据分析与云计算： 阐述大数据分析在海量工程数据挖掘中的作用，以及云计算平台如何为大规模仿真、数据存储与处理提供支持。 工业互联网平台与智能制造生态系统： 介绍工业互联网平台的功能和架构，以及如何构建开放、协同的智能制造生态系统，实现企业、设备、系统之间的高效互联互通。 可持续制造与绿色工程： 探讨数字化技术如何在节能减排、资源优化配置、环境影响评估等方面为可持续制造提供解决方案，推动绿色工程的发展。 本书特点： 本书强调理论与实践相结合，每个章节都辅以丰富的案例研究，涵盖了航空航天、汽车、能源、电子、医疗器械等多个行业。通过深入的案例分析，读者可以清晰地理解各项数字化技术在实际工程问题中的应用方法与解决思路。同时，本书注重前沿技术的介绍，力求为读者提供一个全面、深入、前瞻性的知识框架，帮助他们理解并适应快速发展的机械设计与制造行业。 目标读者： 本书适合机械设计、制造工程、自动化、材料科学等相关专业的本科生、研究生，以及在机械设计、制造、研发、质量控制等领域工作的工程师、技术人员和管理人员。对于希望了解和掌握现代数字化制造技术的行业从业者，本书将提供宝贵的参考。 通过阅读本书，读者将能够： 掌握现代机械设计与制造领域的核心数字化技术。 理解数字化转型如何驱动机械工程的创新与发展。 学会运用先进的仿真与优化工具解决实际工程问题。 了解智能制造的最新趋势与未来发展方向。 提升在数字化时代下的工程实践能力与竞争力。 《精工智造：机械设计与制造的数字化转型》不仅仅是一本技术手册，更是一次对未来制造图景的深度探索，旨在为读者开启一扇通往高度智能化、高效化、绿色化的现代工业世界的大门。

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这本书给人的总体印象是，它极其注重工程实践的落地性。许多章节都以“某类零件的绘制流程”为切入点，而非单纯的工具介绍。这种以任务为导向的教学方法，极大地提高了读者的参与感和学习动机。例如，书中对复杂曲面零件的构建和管理，给出了多种不同的思路和操作路径，这体现了作者对CAD设计哲学更深层次的理解，即同一个目标存在多种高效的实现方法。它不仅仅是教你怎么画图，更是在培养你像一个结构工程师或设计人员那样去思考问题——如何用最规范、最经济的绘图方式来表达设计意图。书中的案例不仅贴近工业生产的实际需求，而且对细节的把控达到了近乎苛刻的程度，这对于提升初学者的制图标准是极其有益的。这本书的价值在于其对“标准”二字的执着。

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这本书的封面设计相当朴实，黑白相间的字体，加上一些工程图的线条元素，一眼就能看出是技术类的书籍。初翻开来，里面的内容组织结构清晰，条理分明。章节的划分很合理，从基础概念的引入，到实际案例的剖析，循序渐进，让人很容易跟上作者的思路。尤其是在讲解那些复杂的几何构造和制图规范时，配有大量的插图和清晰的步骤说明，这对于像我这样初次接触CAD软件的读者来说，简直是雪中送炭。书中的文字风格偏向于严谨和学术，几乎没有多余的寒暄，直奔主题，这很好地保证了学习的效率。它更像是一本操作手册和理论指南的结合体，注重“怎么做”和“为什么这么做”的结合，而不是空泛的理论说教。那种老派技术手册的厚重感和实用性，让人感觉手里拿的不仅仅是一本书，更是一个可以信赖的工具。

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从另一个角度来看，这本书的语言风格带着一种沉稳的工程师特有的气质。它不太追求花哨的排版或者新潮的表达方式，而是专注于内容的准确性和可靠性。阅读过程中，我注意到作者在引用行业标准和国家规范时非常谨慎和精确，这对于确保图纸的通用性和合规性至关重要。虽然内容偏技术，但它成功地将枯燥的制图规则融入到具体的实例分析中，使得学习过程不至于太过乏味。特别是关于工程图纸的表达逻辑那一章，作者阐述得非常透彻，关于视图的选取、剖面的绘制标准，都用图文并茂的方式进行了展示。这本书给我的感觉是，它面向的读者群体是那些需要将理论知识迅速转化为实际绘图技能的专业人士或学生，目标明确，执行有力。它不是一本“入门读物”，更像是一本“进阶必备”。

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我花了几天时间仔细阅读了这本书的导论部分，发现它在软件操作的细节处理上非常到位。比如，关于图层管理、标注风格设置这些看似琐碎却至关重要的环节，作者都进行了深入的剖析，甚至连一些快捷键的组合和自定义设置都有提及。这表明作者对实际工程绘图流程有着深刻的理解，而不是仅仅停留在软件功能的罗列上。书中对三维建模的介绍，虽然篇幅不是特别大，但选取了几个具有代表性的零件进行实例演示，演示的流畅性和逻辑性令人印象深刻。我特别欣赏它在错误排查方面的提示，很多地方都预设了初学者可能会遇到的“陷阱”，并提前给出了解决方案，这种“预判性”的指导非常人性化，大大减少了摸索的时间。总的来说，这本书的实用价值极高，更像是一个经验丰富的前辈，手把手地带着你操作，而不是冷冰冰的教材。

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这本书的排版设计可以说是一种对效率的极致追求。纸张的质感很好，能够很好地承载印刷的墨迹，减少了长时间阅读可能带来的视觉疲劳。内容编排上，它采用了一种模块化的结构，每个知识点都像一块独立的砖块，可以被拆分和组合。这使得读者在需要快速查找某个特定功能或规范时，能迅速定位，非常适合作为工作中的参考工具书。它没有试图覆盖市面上所有最新版本软件的全部功能，而是聚焦于那些最核心、最稳定、在工程实践中应用最广泛的技术点进行深挖。这种取舍是明智的，保证了书籍内容的长期有效性。对于那些希望打下坚实CAD基础，而不是追逐每一个软件更新的读者来说，这本书提供了极佳的深度和稳定性。它更注重基本功的锤炼。

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