本书概述了CAD技术的发展及当前流行CAD产品，简要介绍了曲面的数学描述、曲面质量的数学机理与检查方法，对曲面建模在工业设计、逆向工程、模具制造等领域的工程应用做了相应描述。本书还提供了6个综合实例，以多媒体形式，由浅入深，循序渐进介绍了UG曲面建模的实践知识。本书最后还详细介绍了使用三坐标测量机进行产品测量取得数据点的方法，使读者能够掌握产品的“抄数”过程(产品数字化的第一步工作)。

    本书可以作为高校机械专业本科教材，也可以作为工程设计人员的参考资料。

以数字化制造为代表的现代制造技术的发展，改变了产品设计、产品加工制造和产品检验这一过程的工程信息表达与传递方式，由传统的“二维图”工程语言转向“三维数学模型” 。三维数学模型是由计算机CAD软件建立，利用数学方法对产品的几何形状、结构装配关系及功能的描述。在数字化制造体系中，每一个环节的工作都是围绕产品的三维数学模型展开的: 在产品设计阶段，根据以数学模型为基础建立的“虚拟样机”，通过CAE软件对产品进行结构及功能的仿真分析，完成设计优化与初步验证; 在产品加工制造阶段，数控机床根据产品零部件的数学模型生成加工程序，自动完成对零部件的加工制造; 在产品检验阶段，三坐标测量机根据产品的数学模型，完成对产品零部件及装配的检验。制造业技术的发展，使从业的工程技术人员的知识结构和所要求的技能发生了变化。CAD三维建模技术已成为现代制造业工程技术人员必备的技能。

CAD三维建模技术是一门实践性的应用技术，很难通过传统的课堂教学掌握，需要在工程实践中学习。CAD三维建模应用的难点在于“曲面建模” ，曲面建模是三维建模的基础,一旦掌握曲面建模应用技术,三维建模应用的问题将迎刃而解。对于初学者来讲,除了对CAD操作命令的生疏外,其学习的困难主要有下面几点:

空间曲面概念的建立

曲面质量的检查机理

行业背景,产品对曲面的制作要求

工程实践经验

北京立科公司作为一家从事于三坐标测量机生产和汽车车身工程的企业,经过长期大量的工程实践，总结出一套高效的CAD三维建模应用培训方法，并组织编写成本实训教材。 该教材结合教学三坐标测量机及UG使用环境，构成课堂教学与实践环境相结合的集成教学系统，使初学者能够克服曲面建模的学习障碍,并通过实践环境掌握曲面建模要领，在较短的时间内学会CAD三维建模应用的基本技能。

本书概述了CAD技术的发展及当前流行CAD产品的比较说明;简要介绍了曲面的数学描述、曲面质量的数学机理与检查方法;对曲面建模在工业设计、逆向工程、模具制造等领域的工程应用做了相应描述。在CAD软件工具的应用方面,除了对操作命令的简要介绍外,将立科公司长期的工程经验浓缩在几个实例中,以多媒体形式,由浅入深,循序渐进,如同手把手地指导操作教学。在实践方面,教材对使用三坐标测量机进行产品测量取得数据点的方法做了详细介绍,配合三坐标应用环境,学生能够领会产品的“抄数”过程(产品数字化的第一步工作),并掌握其操作技能。

通过本教材的学习与实践,学习者能够了解曲面的数学机理,建立行业应用概念,对曲面建模的要求、制作方法、检验标准及检验手段有比较清晰的认识,基本掌握UG曲面建模应用的技能,为今后工程实践打下了坚实的基础。

由于CAD软件发展迅速,应用领域广阔,限于作者本身知识的局限性,本教材内容难免有欠妥和错误之处,希望读者指正。我们希望本书能为各院校相关专业，在培养CAD应用人才方面发挥作用。

编著

单位北京立科公司

第1章CAD技术概述

1.1CAD技术发展史

1.2CAD软件比较及选择

1.2.1CAD软件选择要点

1.2.2主要CAD软件

1.3UG曲面概述

第2章曲面基础

2.1曲面数学基础

2.1.1曲线数学知识

2.1.2曲面数学知识

2.2曲面工程基础

2.2.1工程曲面的分类

2.2.2工程曲面的要求

2.2.3常用工程CAD术语

2.3曲面应用领域

2.3.1工业设计

2.3.2逆向工程

2.3.3模具工程

第3章UG软件基础

3.1UG概述

3.1.1CAD模块介绍

3.1.2UG建模过程

3.1.3UG的几何对象类型

3.1.4UG曲线基础

3.1.5UG曲面基础

3.2UG的基本操作

3.2.1UG的启动

3.2.2自定义工具条

3.2.3鼠标的应用

3.3文件操作

3.4格式转换

3.5捕捉点及点构造器

3.5.1捕捉点

3.5.2点构造器

3.6分类选择

3.7坐标系操作

3.8层操作

3.9对象的隐藏

3.10变换操作

3.11基准构造

第4章汽车车身零件

4.1工程设计概述

4.2命令精解

4.2.1通过曲线

4.2.2通过曲线网格

4.2.3扫描

4.2.4面倒圆

4.2.5裁剪的片体

4.3设计精解

4.3.1曲线文件

4.3.2构造A、B曲面

4.3.3构造C曲面

4.3.4倒圆角操作

4.3.5构造D曲面

4.3.6裁剪边界

第5章鼠标设计

5.1工程设计概述

5.2命令精解

5.2.1基本曲线

5.2.2样条曲线

5.2.3偏置曲线

5.2.4桥接曲线

5.2.5合并曲线

5.2.6在面上偏置

5.2.7裁剪曲线

5.2.8编辑弧长

5.2.9修剪与延伸

5.2.10拉伸曲线

5.3设计精解

5.3.1构造S1曲面

5.3.2构造S2曲面

5.3.3构造倒圆角S3曲面

5.3.4构造S4曲面

5.3.5构造S5曲面

第6章手持吸尘器

6.1工程设计概述

6.2命令精解

6.2.1艺术样条

6.2.2曲面上的样条曲线

6.2.3相交曲线

6.2.4曲线曲率分析

6.2.5样式圆角

6.3设计精解 

6.3.1导入效果图

6.3.2构造S1曲面

6.3.3构造S2曲面

6.3.4构造S3曲面

6.3.5构造S4曲面

6.3.6构造S5、S6曲面

6.3.7构造S7曲面

6.3.8构造S8曲面

第7章摩托车车把前罩

7.1工程设计概述

7.2命令精解

7.2.1抽取曲线

7.2.2分割曲线

7.2.3截面曲线

7.2.4编辑曲线参数

7.2.5曲面偏置

7.2.6半径分析

7.2.7距离测量

7.2.8截面分析

7.3设计精解

7.3.1数据处理

7.3.2构造S1曲面

7.3.3构造S2曲面

7.3.4构造S3曲面

7.3.5构造S4曲面

7.3.6构造S5曲面

7.3.7处理对称处的曲面

第8章汽车引擎盖

8.1工程设计概述

8.2命令精解

8.2.1镜像曲线

8.2.2偏差度量

8.2.3反射分析

8.3设计精解

8.3.1数椐点处理

8.3.2构造S1曲面

8.3.3分析S1曲面

8.3.4S2曲面构造

8.3.5S3曲面构造

8.3.6完成零件设计

第9章汽车翼子板

9.1工程设计概述

9.2命令精解

9.2.1组合投影

9.2.2裁剪角

9.2.3草图

9.2.4反射分析

9.2.5曲面连续性分析

9.3设计精解

9.3.1构造及光顺C1、C2曲线

9.3.2构造及光顺C3曲线

9.3.3构造及光顺C4曲线

9.3.4构造C5曲线及S1曲面

9.3.5构造C6曲线

9.3.6构造C7～C9曲线及S2曲面

9.3.7构造S3曲面

9.3.8构造S4曲面

9.3.9构造S5曲面

9.3.10构造S6曲面

第10章三坐标测量机在曲面设计中的应用

10.1概述

10.1.1三坐标测量机概述

10.1.2三坐标测量机构造

10.2数据扫描

10.2.1接触式三坐标测量机在数据扫描中的应用

10.2.2非接触式三坐标测量机（激光扫描仪）在数据扫描中的应用

10.3曲面检测