本书是21世纪高职高专系列教材之一，该教材采取理论、技术应用与实训教学相结合，并参考当今CAD／CAM领域常用专业系统软件，内容通过以绘图、分析、模拟测试及判断、优化解决实际问题，使读者掌握CAD基本知识和技法，为今后学习CAD／CAM和应用打下基础。本书介绍了人一机交互型CAD／CAM系统的软、硬件配置基本情况，二维和三维几何图形生成的常见通用命令形式，操作命令的应用场合及实例分析，CAD／CAM一体化过程，CAM(自动编程)软件的应用及CAE简介，每章后附有一定数量的复习思考题。 本书可作为高等职业技术院校、高等学校专科、职工大学、业余大学、函授大学、成人教育学校等大专层次的工科类的教材，也可作为广大自学者及工程技术人员的自学用书。

随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的日新月异，越来越引起人们的重视。广大工程技术人员迫切希望能够采用一种方法和工具来有效地取代传统的设计及手工绘图模式，从而把他们从沉闷、重复性的工作中解脱出来，以便有更多的时间用来进行更有效的创造性劳动。为此，人们对采用计算机进行辅助设计这一新技术领域有着很高的兴趣与迫切需求，并且国家在大力推进制造业信息化的同时，提出了CAD和CIMS两大项目的高速发展计划。 计算机辅助设计技术在我国出现于20世纪70年代，现在已经在机械、航空、电子、造船、汽车、石油、建筑、地质、测绘及轻工等行业得到了应用及深层次的推广。由于这项技术的应用在我国开展的时间较晚，而普及和国产化程度较低。目前，我国一些科研机构、高等院校正继续加紧研究开发适合国情和符合民族工业发展的，并能与国际同类技术接轨的CAD／CAM系统技术。国内的一些理工科院校也正在逐步地开设有关课程。所以说，普及和推广应用这一新兴学科，促进我国科学技术的迅速发展，提高产品设计水平，已势在必行。 为了培养21世纪高级技术应用型人才，普及CAD／CAM应用、推广工作的需求，我们根据高职高专系列教材的要求和不同层次读者的实际情况，组织编写了这本教材。在编写过程中，本着由浅入深、循序渐进及通俗易懂的指导思想与原则，从CAD/CAM系统的基本概念开始，对常见的CAD系统软件绘图功能与作用进行分析和讲解。力争通过本书的学习，使广大读者对CAD／CAM技术的基本用途与功能有一较全面的了解，为进一步学习CAD／CAM系统中的其它相关技术打下基础。 为了便于广大读者自学，在每一章末，都编写了一定数量的复习思考题。 本书由中国机械工业教育协会组织编写。其中第1章至第4章由天津中德职业技术学院宋宪一、王伟编写，第5、6章由甘肃工业大学杨萍编写，第7、8章由河北工业大学李世杰、郭兰申编写，第9章由天津职业大学沈兴东编写，全书由天津中德职业技术学院宋宪一 主编，甘肃工业大学杨萍任副主编，洛阳工学院徐顺利主审。借本书即将出版之机对在编写过程中给予支持和帮助的各级领导和专家表示真诚感谢! 由于编者等水平有限，编写时间仓促，书中不足和疏漏之处再所难免，敬请使用本书的广大师生及读者批评指正，以便再版时修改和补充。 21世纪高职高专系列教材编委会名单 编委会主任 中国机械工业教育协会 郝广发 编委会副主任(单位按笔画排) 山东工程学院 仪垂杰 机械工业出版社 陈瑞藻(常务) 大连理工大学 唐志宏 沈阳工业大学 李荣德 天津大学 周志刚 河北工业大学 檀润华 甘肃工业大学 路文江 武汉船舶职业技术学院 郭江平 江苏大学 杨继昌 金华职业技术学院 余党军 成都航空职业技术学院 陈玉华 编委会委员(单位按笔画排) 广东白云职业技术学院 谢瀚华 同济大学 孙 章 山东省职业技术教育师资培训中心 邹培明 机械工业出版社 李超群 余茂祚(常务) 上海电机技术高等专科学校 徐余法 沈阳建筑工程学院 王宝金 天津中德职业技术学院 李大卫 佳木斯大学职业技术学院 王跃国 天津理工学院职业技术学院 沙洪均 河北工业大学 范顺成 日照职业技术学院 李连业 哈尔滨理工大学工业技术学院 线恒录 北方交通大学职业技术学院 佟立本 洛阳大学 吴 锐 辽宁工学院职业技术学院 李居参 洛阳工学院职业技术学院 李德顺 包头职业技术学院 郑 刚 南昌大学 肖玉梅 北京科技大学职业技术学院 马德青 厦门大学 朱立秒 北京建设职工大学 常 莲 湖北工学院高等职业技术学院 吴振彪 北京海淀走读大学 成运花 彭城职业大学 陈嘉莉 江苏大学 吴向阳 燕山大学 刘德有 合肥联合大学 杨久志

序
前言
第1章 计算机辅助设计与制造系统概述
1．1计算机辅助设计与制造的基本概念及发展史
1．2系统的作用与组成
1．2．1系统的作用
1．2．2系统的类型
1．3系统硬件环境
1．3．1主机
1．3．2输入装置
1．3．3输出装置
1．3．4外部存储装置
1．3．5人-机交互装置
1．4系统软件环境
1．4．1系统管理软件
1．4．2应用程序
1．4．3应用程序的组成
1．5系统工作流程
复习思考题
第2章 图形生成基础要素
2．1操作平台
2．2系统坐标
2．2．1二维平面坐标
2．2．2极坐标
2．2．3三维立体坐标
2．2．4球坐标
2．3二维、三维模型
2．3．1二维模型的建立
2．3．2三维模型的建立
2．4文件
2．5几何图形元素定位
2．6“橡皮筋”
2．7元素点识别
2．8元素选择
复习思考题
第3章 几何图形元素与生成
3．1几何图形元素的种类
3．2点（实体）元素
3．3线元素
3．3．1过两点生成线元素
3．3．2用起始点、角度和距离生成线元素
3．3．3水平与垂直线元素
3．3．4平行线与等距线元素
3．3．5角度平分线
3．3．6切线元素
3．3．7连续折线
3．4圆元素
3．4．1利用圆中心点的半径或直径确定圆元素
3．4．2利用圆中心点和圆周上一点确定圆元素
3．4．3生成与已知元素相切的圆
3．4．4利用两个或三个任意点生成圆
3．5弧元素
3．5．1利用圆心、半径（或直径）、起始角和终止角生成弧
3．5．2利用圆心、弧上一点、起始角和终止角生成弧
3．5．3利用弧上两点和半径或三点生成孤
3．5．4利用相切关系生成孤
3．5．5利用起始点、终止点和圆心角生成弧
3．5．6利用端点相切的关系生成弧
3．6椭圆元素
3．7链元素
3．7．1矩形
3．7．2任意多边形
3．7．3任意链元素
3．8样条
3．8．1三次样条
3．8．2 B样条
3．9过渡元素
3．9．1圆角
3．9．2切角
3．9．3“专用切角”
3．10阴影线
3．10．1边界条件法
3．10．2剖切面法
3．11其它元素
复习思考题
第4章 CAD系统中的辅助功能
4．1宏程序命令
4．1．1宏元素的类型与特点
4．1．2产生变异宏程序的方法
4．2元素属性
4．3层操作
4．4删除与消隐
4．4．1删除
4．4．2消隐
4．5修剪与延伸
4．6切断
4．7扩展
4．8比例变换
4．9移动与复制
4．9．1相对移动与复制
4．9．2绝对移动与复制
4．10图像偏心（PAN）
4．11旋转与复制
4．12镜像映射
4．13几何图形的放大与缩小
4．13．1局部放大
4．13．2比例放大和缩小
4．13．3自动定标显示与巴示回溯
4．14辅助线与栅格
4．14．1辅助线
4．14．2栅格
4．15尺寸标注
4．15．1线段标注
4．15．2圆与圆弧标注
4．15．3角度标注
4．15．4尺寸公差与符号表示
4．15．5尺寸参数设定
4．16文字说明
4．17图形文件的输出与管理
复习思考题
第5章 常用CAD软件的应用
5．1二维图形的生成
5．1．1关于CAXA2000
5．1．2CAXA2000电子图板用于二维图形的生成
5．2三维图形的生成
5．2．1关于AUtof：AIJR14
5．2．2AutoCAD R14用于三维图形的生成
5．3装配图的生成
5．3．1装配图的内容
5．3．2画装配图的步骤
5．3．3装配图的生成
复习思考题
第6章 CAD的实现
6．1结构布局设计
6．2设计过程的优化
6．2．1概述
6．2．2优化设计方法
6．2．3减速器结构的优化设计
6．3零件的设计
6．3．1机械零部件的CAD所涉及的问题
6．3．2编制机械零部件设计程序的一般步骤
6．3．3二级圆柱齿轮减速器输出轴零件的CAD
6．4装配件的生成
6．5结构设计的检验
6．5．1校验性计算
6．5．2计算机模拟
复习思考题
第7章 CAM及CAD／CAM集成系统
7．1 CAD/CAM集成系统概述
7．1．1 CAD／CAM集成的基本概念
7．1．2 CAD／CAM系统的组成
7．1．3 CAD／CAM系统的集成方案
7．1．4 CAD／CAM系统的发展
7．2集成产品数据模型及数据交换接口
7．2．1集成产品数据模型
7．2．2产品数据交换标准
7．3 CAD/CAM集成系统示例
复习思考题
第8章 CAM及自动编程系统
8．1自动编程基本概念
8．1．1自动编程的发展
8．1．2数控加工的特点
8．1．3数控编程的内容和步骤
8．2曲面造型
8．2．1曲面造型概况
8．2．2曲面构造方法
8．3特征实体建模
8．3．1实体建模的原理及实体生成方法
8．3．2特征建模
8．3．3特征建模开发实例
8．4数控加工的工艺控制
8．4．1数控编程的工艺处理
8．4．2数控编程的数学处理
8．5数控程序的编制
8．5．1数控编程的标准与代码
8．5．2数控编程的指令代码
8．5．3数控加工程序的结构与格式
8．5．4数控编程的方法及其发展
8．5．5自动编程语言的发展概况
8．5．6 APT语言的基本组成
8．5．7 APT语言基本语句
8．5．8数控程序系统
8．5．9数控程序的动态模拟系统
复习思考题
第9章 计算机辅助工程分析（CAE）简介
9．1 CAD模型的基本分析方法
9．2工程设计图表数据处理
9．3机械零件性能计算方法
9．4有限元分析方法
9．4．1有限元法的基本原理和分析方法
9．4．2有限元分析的前置处理
9．4．3后置处理
9．5优化设计方法
9．6 CAE在机械过程中的应用
9．6．1齿轮弯曲应力的有限元分析
9．6．2受扭转轴的应力分析
9．6．3发动机连杆的应力分析
9．6．4螺母与螺栓间的受力分析
9．7常用CAE软件简介
9．7．1 I-DEAS MASTER SERIES工程分析功能
9．7．2 PRO／ENGNEER工程分析功能
复习思考题
参考文献