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出版者:机械工业出版社

作者:赵堂春

出品人:

页数:170

译者:

出版时间:2006-7

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787111193944

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• CAD/CAM
• 数控编程
• 机械制图
• AutoCAD
• SolidWorks
• UG
• Pro/ENGINEER
• 制造工艺
• 工业自动化

《智绘未来：概念建模与数字制造的前沿探索》 导论 在科技飞速发展的今天，创新已成为推动社会进步的核心驱动力。而创新的实现，离不开高效、精准的工具和方法。本书《智绘未来：概念建模与数字制造的前沿探索》正是这样一部深入剖析现代设计与制造理念的著作，它聚焦于概念建模的艺术与科学，以及数字制造的广阔前景，旨在为读者构建一个关于如何将创意转化为实体产品的全面认知框架。本书并非机械地罗列技术名词，而是以一种启发式的、探索性的方式，引导读者理解设计思维的演变，体验从抽象概念到具体形态的转化过程，并最终窥探智能制造如何重塑产业格局。 第一章：概念的孕育——从灵感到草图的飞跃 本章将带领读者踏上一段关于“创意从何而来”的旅程。我们将深入探讨设计思维的起源，解析不同领域的设计师是如何捕捉瞬间的灵感，并将其转化为可触摸的构思。 灵感之源的挖掘： 我们将审视那些伟大的发明和设计背后，隐藏着怎样的观察、体验和联想。从自然界的仿生学到艺术史的哲学思考，从用户需求的深度洞察到跨学科的知识融合，我们将揭示灵感的“无处不在”与“有迹可循”。 从思维到视觉： 概念的形成离不开视觉化表达。本章将重点介绍从粗略的草图、故事板到心智图谱等多种概念表达形式。读者将学习如何运用最简洁的线条和符号，捕捉核心设计理念，并有效地与他人沟通。我们将探讨不同风格的草图技巧，以及如何利用快速原型法（Rapid Prototyping）的早期概念版本进行验证。 场景构建与叙事： 一个好的概念不仅仅是产品本身，更是它所处的环境和所能讲述的故事。本章将引导读者思考如何构建产品的应用场景，通过故事板和用户旅程图（User Journey Map）来展现产品如何融入用户的生活，解决实际问题，甚至创造全新的体验。我们将强调，一个有生命力的概念，往往承载着情感和价值。 抽象化的挑战： 概念建模的精髓在于将复杂的想法抽象化，提炼出最本质的特征。本章将讨论如何识别并排除不必要的细节，抓住设计的核心驱动力，并确保概念具有足够的普适性和可扩展性。我们将以一些经典的设计案例为例，解析它们在概念阶段是如何做到“少即是多”的。 跨文化与跨领域的启示： 创意往往不受地域和学科的限制。本章将介绍一些来自不同文化背景和技术领域的概念设计方法，拓宽读者的视野，鼓励他们进行跨界思考，从而碰撞出意想不到的火花。 第二章：形塑现实——三维建模的语言与逻辑 一旦概念逐渐清晰，将其转化为精确、可供制造的数字模型就成为关键。本章将深入探讨三维建模的艺术与科学，介绍不同的建模技术及其在设计流程中的应用。 参数化建模的强大力量： 我们将重点介绍参数化建模（Parametric Modeling）的原理与优势。读者将理解如何通过定义参数和约束来创建具有高度智能和可编辑性的模型。我们将深入讲解特征基建模（Feature-Based Modeling）的逻辑，以及如何通过构建“历史树”来管理和修改设计。 曲面造型的精妙之处： 对于外观设计和流线型产品，曲面建模（Surface Modeling）是不可或缺的工具。本章将介绍NURBS曲面、T-Spline等高级曲面建模技术，解析如何创建平滑、连续、符合美学要求的曲面。我们将通过实例展示如何利用曲面来模拟自然形态，或创造独具创意的产品外观。 混合建模的融合之道： 现实世界的设计需求往往复杂多样。本章将探讨如何结合实体建模（Solid Modeling）和曲面建模，运用混合建模（Hybrid Modeling）的方法，以应对各种设计挑战。我们将分析在不同应用场景下，混合建模的策略与技巧。 数字孪生的雏形： 本章将初步引入数字孪生（Digital Twin）的概念，说明如何通过精细的三维模型来模拟产品的物理特性，为后续的仿真分析和制造做好准备。我们将强调模型精度和数据完整性的重要性。 装配与关联： 复杂的产品往往由多个零件组成。本章将讲解装配（Assembly）的基本原理，以及如何建立零件之间的装配关系和约束。我们将探讨如何利用装配模型来验证产品的可制造性、可维修性，并进行运动仿真。 设计迭代与优化的可视化： 三维建模极大地提升了设计迭代的效率。本章将展示如何通过便捷的模型修改和版本管理，快速探索不同的设计方案，并直观地评估其优劣。我们将介绍一些辅助设计优化（Design Optimization）的方法，如拓扑优化（Topology Optimization）的初步概念。 第三章：触及未来——数字制造的无限可能 当精准的三维模型诞生，接下来便是将其转化为现实世界的物理实体。本章将带领读者走进数字制造的广阔天地，探索各种前沿制造技术如何颠覆传统的生产模式。 增材制造（3D打印）的革命： 本章将重点介绍增材制造（Additive Manufacturing），即我们熟知的3D打印技术。我们将详细讲解不同类型的3D打印技术，如FDM、SLA、SLS、SLM等，并分析它们的适用材料、精度、速度以及成本。我们将重点阐述3D打印在原型制造、小批量生产、定制化产品等领域的独特优势，并预测其在未来制造业中的颠覆性作用。 减材制造的新范式： 尽管增材制造备受瞩目，但传统的减材制造（Subtractive Manufacturing）技术，如CNC加工，依然是工业生产的主力。本章将探讨CNC加工在现代设计中的精细化应用，以及如何通过先进的CAM（计算机辅助制造）软件，实现高效、高精度的零件加工。我们将介绍多轴加工（Multi-axis Machining）等技术，以及它们如何应对复杂曲面和精密结构的挑战。 精密制造的基石： 无论增材还是减材，精密制造都是实现高质量产品的基础。本章将涉及一些关键的精密制造理念，如表面处理、公差控制、装配精度等，并强调设计与制造之间紧密的协同关系。 智能化的生产流程： 数字制造的最终目标是实现智能化和自动化。本章将介绍智能制造（Smart Manufacturing）的核心理念，包括自动化生产线、机器人集成、物联网（IoT）在生产中的应用，以及数据驱动的生产决策。我们将探讨如何利用制造过程中的数据反馈，来优化设计和生产参数。 材料的创新与选择： 制造技术的进步离不开新材料的开发。本章将简要介绍在数字制造领域备受关注的新型材料，如高性能聚合物、金属合金、陶瓷复合材料等，以及它们如何拓展产品的设计自由度和功能性。 后处理与集成： 制造过程并非孤立存在，后处理（Post-processing）和与其他制造工艺的集成同样重要。本章将讨论3D打印件的支撑去除、表面处理、热处理等必要步骤，以及如何将不同制造技术有机结合，以实现最佳的生产效果。 结语 《智绘未来：概念建模与数字制造的前沿探索》不仅仅是一本技术手册，更是一扇通往未来工业世界的窗口。它希望激发读者对创新设计的热情，培养读者严谨的建模思维，并引领读者感受数字制造带来的无限可能。本书的宗旨是为所有渴望将创意变为现实、在数字浪潮中乘风破浪的探索者们，提供一份坚实的理论基础和实践指引。随着技术的不断发展，我们有理由相信，设计与制造的界限将日益模糊，一个更加智能、高效、个性化的未来，正等待我们共同去“智绘”。

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作为一名正在筹备硕士毕业论文，研究增材制造（3D打印）工艺优化的研究人员，我对传统“减材制造”为主的CAD/CAM书籍内容感到有些局限。然而，这本《机械CAD/CAM》在引入新兴制造技术方面做得非常出色，让我感到惊喜。书中虽然以传统铣削和车削作为基础论述，但它拓展到如何将设计模型转化为适合增材制造的结构，这一点非常符合当前制造业升级的大趋势。它讨论了如何利用拓扑优化（Topology Optimization）的结果，反向工程地将其转换为可加工的CAD模型，并特别指出了增材制造对设计自由度的解放如何挑战了传统的CAM约束。例如，书中对晶格结构（Lattice Structures）的建模与切片（Slicing）过程的介绍，虽然没有深入到特定3D打印机的切片软件内部，但从宏观的算法原理上解释了分层、支撑结构生成以及如何优化打印方向以增强力学性能的理论基础。这为我撰写关于先进制造工艺的论文提供了坚实的理论框架支撑，让我明白CAD/CAM的范畴已经远远超出了“切削”二字。

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这本《机械CAD/CAM》的书，从我拿到它开始，就给我一种非常扎实的感觉。我是一名在校大三学生，专业是机械设计制造及其自动化。之前接触CAD软件，更多的是在课堂上老师带着做一些简单的二维绘图和基础的三维建模，对CAM的理解也仅限于知道它和CNC加工有关。这本书的深度和广度远远超出了我的预期。 首先，在CAD部分，它没有停留在软件操作的表面，而是深入讲解了参数化设计和面向对象建模的思想。书中详细分析了不同约束条件下几何模型的建立与修改策略，特别是对复杂曲面造型的章节，配图和步骤分解得非常清晰，让我明白了如何从工程实际的需求出发，选择最合适的建模方法，而不是仅仅学会了“画图”。比如，书中对于曲面扫掠和放样功能的底层逻辑分析，让我这个之前总觉得“凭感觉画曲面”的人，茅塞顿开，明白了背后的数学原理支撑。对于产品数据管理（PDM）的介绍也相当到位，清晰地阐述了如何在团队协作中有效管理设计版本和工程变更，这对我们未来进入工业界至关重要。这本书更像是从设计哲学层面来指导我们如何“思考”设计，而非仅仅停留在工具使用层面。我尤其喜欢它对比了不同CAD系统（如SolidWorks与Pro/E的差异）的设计理念，这拓宽了我的视野，让我知道行业内并非只有一种标准的工作流程。

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我是一位有近二十年经验的资深设备维护工程师，过去几年主要工作是保障生产线的稳定运行。对于我来说，一套好的机械系统，其生命周期管理（PLM）比单纯的设计和加工更重要。这本书在“系统集成与数据流”方面的论述，引起了我极大的兴趣。它不仅仅是停留在“设计-制造”这一条主线上，而是探讨了如何将制造过程中的反馈数据（比如刀具磨损、加工误差记录）有效地回传给设计端，形成闭环优化。书中对于DNC/MDC（直接数控/制造数据采集）系统的概念介绍，以及如何利用这些实时数据来监控和预测设备故障，这恰恰是我们维护部门最需要了解的“前沿知识”。虽然书中没有直接给出具体的维护手册，但它所建立的“信息驱动制造”的理念，让我能够更好地理解为什么我们需要更高质量的数据采集系统，以及如何与设计和编程部门进行有效沟通，共同提高整个系统的可靠性和可维护性。这套书提供了一个从整个设备生命周期角度审视CAD/CAM集成的视角，非常高屋建瓴。

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我是一位在一家中小型机械加工厂工作了快十年的资深技师，主要负责数控编程和现场调试。说实话，市面上很多讲CAM的书籍，要么就是对着软件界面一步步教你点鼠标，要么就是理论讲得天花乱坠，脱离实际加工的限制。而这本《机械CAD/CAM》的特别之处在于，它把“制造可行性”真正融入了设计和编程的讨论中。书中关于刀具路径生成的章节，对不同铣削策略（如等高线、轮廓跟随、螺旋插补）的优缺点、对机床残余应力的影响分析得入木三分。更让我眼前一亮的是，它花了大量篇幅讨论了后处理器的定制化和误差补偿机制。我们厂里很多老设备，原厂的后处理器总是有一些小毛病，需要我们自己去修改代码逻辑。这本书提供的关于G代码和M代码的底层结构分析，结合实际的机床控制器特性，给了我很多解决现场疑难杂症的思路。它不仅仅是教你如何生成NC代码，而是教你如何理解代码背后的物理意义和机床的响应机制，这对于我们这种靠经验吃饭的工程师来说，是非常宝贵的知识财富。

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我是一名刚从工程领域转行到职业技术教育培训的讲师，正在努力将我多年的实践经验转化为适合初学者的教学内容。我发现市面上很多教材要么过于偏重理论推导，让学生望而却步；要么就是操作手册式的，学生学完只会照做，缺乏举一反三的能力。这本书的语言风格和内容组织，对我来说简直是“及时雨”。它的行文逻辑非常清晰，层次分明，但又不失深度。例如，在讲解基准面的建立时，它会先从工程图学的角度阐述投影关系，再过渡到软件中的几何约束应用，最后用一个实际的复杂零件案例贯穿始终，这种“理论-工具-案例”的结合方式，非常有利于学生构建完整的知识体系。我尤其欣赏书中对“设计意图”的强调，它引导学生思考“为什么这么做”，而不是仅仅“怎么做”。这套书的深度足够支撑我们开设高级选修课，而其清晰的结构又保证了初学者不会在基础概念上产生混淆。我已经计划将书中的案例作为我们下一学期高级数控编程课程的核心教学素材。

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