本书系统介绍了数字化产品开发全过程，并对其中核心活动和相关技术进行重点介绍及应用举例。

从技术应用型人才培养的定位出发，在理论基础和实践技术的内容篇幅比例方面，本书进行了精心取舍。本书从应用角度，撷取了数字化产品开发过程中相关理论的部分内容，并综合考虑了理论知识的前后连续性。包括：概念设计中的基于知识的设计理论、详细设计中的建模理论和设计意图的表达、有限元基础理论、数控加工的基本原理、产品生命周期管理理念。在实践技术方面，本书选取了符合本科层次的面向技术应用的有关内容，并在行文中重视可操作性。

本书系统介绍了数字化产品开发全过程，并对其中核心活动和相关技术进行重点介绍及应用举例。

全书共7章。第1～6章介绍了产品数字化设计制造的相关常用技术，包括数字化产品开发中基于知识的变型设计、设计意图表达与参数化建模、运动学分析与结构优化、数控加工等基础技术，每一章都配有应用实例；第7章，给出了一个“滚丝机”中凸轮连杆机构设计、优化、加工过程的综合实例，对前6章的内容进行了具体应用，该实例简单有趣、方便易行，有具体的参数和详细的步骤，可供读者进行计算机模拟练习和上机加工实践之参考。本书重点突出，实例丰富，主线明确。

本书可作为技术应用型高等工科院校的机械设计、机械制造、工业工程、模具设计加工、计算机辅助设计等相关专业的本科教材，亦可供相关制造企业中工程技术人员的学习参考。

前言

第1章 数字化技术与产品开发

 1.1 计算机在制造业中的作用

 1.2 数字化技术的内涵

 1.3 产品开发活动的流程

 1.4 数字化改变了产品开发的方式

1.4.1 产品开发过程的要素

1.4.2 产品开发过程的发展

1.4.3 数字化改变了设计师的工作方式

1.4.4 数字化提高了产品信息交换水平

1.4.5 数字化使得产品创新更容易

 1.5 传统产品开发周期和数字化产品开发周期的比较

 1.6 小结

 习题

第2章 产品数字化概念设计技术

 2.1 设计的重要性

 2.2 产品设计的概念、分类和发展

2.2.1 设计的概念

2.2.2 产品设计的分类

2.2.3 产品设计过程历史

2.2.4 产品设计过程的发展趋势

 2.3 概念设计与数字化

2.3.1 概念设计的定义

2.3.2 概念设计的重要性

2.3.3 计算机辅助概念设计

 2.4 基于知识的概念设计系统

2.4.1 知识工程

2.4.2 基于知识的概念设计

 2.5 计算机支持的变型设计

2.5.1 模块化变型设计

2.5.2 基于CSP的参数化变型设计

2.5.3 基于实例推理技术的变型设计

 2.6 概念设计过程模型简介

 2.7 含有概念设计数字化模块的商业软件

 2.8 应用实例

2.8.1 基于知识的变型设计举例——凸轮连杆机构变型设计

2.8.2 配置设计举例——滑板车的配置设计

习题

第3章 数字化几何建模技术

 3.1 数字化几何建模及其发展历程

 3.2 设计意图与几何模型

3.2.1 设计意图的概念

3.2.2 设计意图的表达

3.2.3 设计意图和几何模型的作用

 3.3 几何模型分类

 3.4 基于特征的造型技术

 3.5 基于约束的造型技术

 3.6 产品的数字化装配技术

 3.7 造型实例

3.7.1 连杆造型

3.7.2 凸轮造型

 3.8 装配实例

3.8.1 凸轮连杆机构的装配

3.8.2 可折叠自行车的装配

 3.9 产品数据与产品数据交换标准

 习题

第4章 产品开发中的数字化分析

 4.1 有限元分析技术

4.1.1 工程问题的解析解与数值解

4.1.2 有限元方法概述

4.1.3 弹性力学有限元法

4.1.4 应用实例

 4.2 机械产品设计中的运动分析

4.2.1 运动分析概述

4.2.2 机构运动分析

4.2.3 应用实例

 习题

第5章 数字化制造技术

 5.1 数字化制造技术概述

5.1.1 数字化制造的背景

5.1.2 数字化制造的特点

5.1.3 常用数字化制造的设备

 5.2 数控机床

5.2.1 数控机床的产生及发展历史

5.2.2 数控机床的组成及工作原理

5.2.3 数控机床的分类

5.2.4 数控机床的特点及应用

5.2.5 数控机床的发展趋势

 5.3 数控机床编程基础

5.3.1 数控机床的坐标系

5.3.2 程序编制的基础

 5.4 计算机辅助制造

5.4.1 计算机辅助编程

5.4.2 数控加工过程检验与仿真

 习题

第6章 产品生命周期管理

 6.1 产品数据管理

6.1.1 产品数据管理概述

6.1.2 PDM系统的主要功能

6.1.3 PDM的发展

 6.2 产品生命周期管理

6.2.1 产品生命周期管理概念

6.2.2 PLM系统的主要功能

6.2.3 PLM的发展历史

 6.3 系统实例

6.3.1 TeamCenter系统

6.3.2 TeamCenter的主要功能

 习题

第7章 数字化设计制造实例

 7.1 设计需求分析

 7.2 设计任务定义

 7.3 概念设计与详细设计

 7.4 工程分析和设计优化

 7.5 数控加工工艺开发、样机制造

 7.6 小结

 习题

参考文献