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出版者:清华大学出版社

作者:宁涛

出品人:

页数:369

译者:

出版时间:2006-6

价格:38.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302131403

丛书系列:

图书标签:

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• 机械设计
• CAD
• 工程图
• 三维建模
• 零件设计
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• 入门
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《工程图学与三维建模实用指南》 内容概要： 本书旨在为读者提供一套全面、系统的工程图学和三维建模知识体系，帮助其掌握现代工程设计所需的核心技能。全书共分为四大模块，层层递进，从基础的二维图纸绘制，到复杂的曲面造型与装配设计，再到先进的工程分析与数据管理，力求让读者在掌握理论知识的同时，也能熟练运用主流的三维建模软件进行实践操作。 第一部分：工程图学基础与二维绘图 本部分将系统梳理工程图学的基本原理与规范，为后续的三维建模打下坚实基础。 章节一：工程图学的基本概念与投影原理 介绍工程图学的定义、重要性及其在工业生产中的地位。 深入讲解平面投影、三视图（主视图、俯视图、左视图）的形成原理，以及它们之间的关系。 详细阐述轴测图（如正等测、斜二测）的绘制方法与应用场景。 讲解视图的种类，如剖视图（全剖、半剖、局部剖、旋转剖）、断面图（移出断面、旋转断面）的绘制规则与作用，以及异形视图的应用。 重点讲解尺寸标注的规范与基本原则，包括尺寸线的画法、尺寸界限的画法、标注数字的高度与字体要求，以及常用尺寸标注形式（如直径、半径、角度、弧长、倒角标注等）的正确使用。 介绍表面粗糙度、形位公差等技术要求的标注方法与意义，强调其对零件加工与装配精度的影响。 学习公差与配合的基本概念，包括基本尺寸、公差等级、极限尺寸、实际尺寸、基准要素等，并掌握不同类型配合（如过盈配合、过渡配合、间隙配合）的选择与标注。 讲解螺纹、齿轮、轴承等标准件的图样表示方法与国家标准。 实践训练： 利用AutoCAD等二维绘图软件，绘制标准件的图纸，练习视图的转换与组合，完成简单零件的二维工程图绘制。 章节二：机械零件图的绘制与识读 系统讲解机械零件图的构成要素，包括视图、尺寸、技术要求、标题栏等。 深入分析常见机械零件（如轴、盘、套、轮、支架等）的结构特点，学习如何根据零件功能绘制准确的视图。 讲解零件图的简化画法，如重叠部分的省略、对称图形的半剖等。 重点训练识读零件图的能力，要求读者能够根据图纸准确理解零件的形状、尺寸、精度要求以及加工工艺。 介绍零件的总图（装配图）的绘制原则与组成，包括零件序号、明细栏、装配关系等。 实践训练： 绘制不同类型零件的二维图纸，并尝试识读和分析他人绘制的零件图，提升图纸的读写能力。 第二部分：三维建模理论与软件操作入门 本部分将引导读者步入三维建模的世界，掌握主流软件的基本操作与建模方法。 章节三：三维建模软件入门与基础操作 选择一款主流的三维建模软件（如SolidWorks, CATIA, Siemens NX等，本书将侧重于其中一款的详细介绍，同时涵盖其他软件的共性操作），介绍其用户界面、常用工具栏与菜单结构。 讲解三维模型的基本构成：点、线、圆、圆弧、曲线等。 掌握二维草图的绘制工具，包括直线、圆、弧、矩形、多边形、样条曲线等，以及约束（几何约束与尺寸约束）的应用，确保草图的完全定义。 学习草图编辑工具，如修剪、延伸、偏移、镜像、阵列等。 实践训练： 绘制包含各种几何元素和约束的二维草图，掌握草图的绘制与编辑技巧。 章节四：实体建模技术与特征创建 深入讲解基于二维草图的三维实体创建方法： 拉伸 (Extrude)： 基于草图创建实体，可以实现加厚、挖空等操作。重点讲解拉伸方向、拉伸深度、草图边界的识别等。 旋转 (Revolve)： 基于草图围绕轴旋转创建实体，适用于回转体零件。重点讲解旋转轴的选择、旋转角度等。 扫描 (Sweep)： 基于轮廓草图沿着路径草图创建实体，适用于创建复杂曲面和非线性特征。重点讲解轮廓与路径的选择、方向控制等。 放样 (Loft)： 基于多个截面草图创建实体，可以实现形状的平滑过渡。重点讲解截面的顺序、关键点对齐等。 学习实体编辑与特征操作： 倒角 (Chamfer) 与圆角 (Fillet)： 对边或面进行倒角和圆角处理，改善零件外观和力学性能。 圆角 (Fillet) 的类型： 恒定半径圆角、变量半径圆角、面圆角等。 拔模 (Draft)： 为零件表面添加拔模角度，便于脱模。 肋板 (Rib)： 增加零件的强度和刚度。 筋 (Web)： 类似肋板，常用于薄壁结构。 圆角 (Fillet)： 对边或面进行圆角处理。 阵列 (Pattern)： 对特征或实体进行线性、圆形、曲线等方式的复制。 镜像 (Mirror)： 对特征或实体进行镜像复制。 修剪 (Trim) 与合并 (Combine)： 对实体进行布尔运算，合并、分割或删除部分实体。 实践训练： 运用不同的实体建模技术，创建不同形状的实体零件，如轴、盘、支架、外壳等，并熟练运用各种编辑工具进行修改与完善。 第三部分：高级建模技术与曲面设计 本部分将进一步拓展读者的建模能力，掌握复杂曲面造型和装配设计。 章节五：曲面建模基础与应用 介绍曲面建模的特点与优势，以及在产品设计中的重要性。 讲解曲面类型：自由曲面、规则曲面（如柱面、球面、锥面、环面等）。 学习构建曲面的基本工具： 拉伸曲面 (Extruded Surface)： 基于草图拉伸创建曲面。 旋转曲面 (Revolved Surface)： 基于草图围绕轴旋转创建曲面。 扫描曲面 (Swept Surface)： 基于轮廓和路径创建曲面。 放样曲面 (Lofted Surface)： 基于多个截面创建曲面。 填充曲面 (Fill Surface)： 填充由边界曲线围成的区域。 边界曲面 (Boundary Surface)： 基于四条边线创建曲面。 掌握曲面编辑与修饰工具： 修剪曲面 (Trim Surface)： 裁剪曲面，生成新的曲面边界。 延伸曲面 (Extend Surface)： 延伸曲面以达到指定的边线或曲面。 合并曲面 (Knit Surface)： 将相邻的曲面合并成一个连续的曲面。 缝合曲面 (Stitch Surface)： 将一系列曲面或曲面片缝合起来，形成一个封闭的实体。 曲面混合 (Blend Surface)： 创建两个或多个曲面之间的过渡曲面。 曲面偏移 (Offset Surface)： 复制曲面并使其与原始曲面保持指定的距离。 曲面分析 (Surface Analysis)： 曲率分析、连续性分析、斑马线分析等，用于评估曲面质量。 实践训练： 绘制具有复杂曲面形状的产品部件，如汽车外饰件、家电外壳、日用品等，掌握曲面造型的技巧。 章节六：装配设计与爆炸图 讲解装配设计的基本流程与策略。 学习零件之间的约束关系（配合）：同心、重合、平行、垂直、固定、距离、角度等，以及如何建立有效的装配约束。 掌握装配文件管理：零件的插入、删除、复制、移动、旋转等操作。 讲解组件的子装配，实现复杂装配的模块化设计。 学习爆炸图的创建方法，清晰展示零件之间的运动关系和拆卸顺序。 介绍装配干涉检查与间隙分析，确保设计的合理性。 实践训练： 设计一个包含多个零件的装配体，例如简单的机械传动装置，如齿轮箱、简单的机器人手臂，并创建其爆炸图。 第四部分：工程分析与数据管理 本部分将介绍如何在三维模型的基础上进行初步的工程分析，并学习相关的数据管理技术。 章节七：工程分析基础与应用 介绍有限元分析 (FEA) 的基本原理，以及其在结构强度、刚度、稳定性分析中的作用。 讲解实体模型在分析软件中的转换与准备，包括材料属性的赋予、载荷的施加、约束条件的设定。 学习进行简单的静力学分析：应力、应变、位移的计算与结果解读。 介绍模态分析（振动分析）的基本概念与应用。 讲解热分析（传热分析）的基本原理与应用。 实践训练： 对设计好的零件进行简单的应力分析，评估其在特定载荷下的强度，并学习解读分析结果。 章节八：工程数据管理与输出 介绍产品生命周期管理 (PLM) 的概念，以及设计数据管理的重要性。 讲解文件管理策略：命名规范、版本控制、备份机制。 学习生成不同格式的工程图纸：PDF, DWG, DXF等，并掌握其导出设置。 介绍三维模型的导出格式，如STEP, IGES, STL等，及其在不同应用场景中的作用。 学习三维模型与二维图纸的关联，以及如何利用模型驱动图纸更新。 实践训练： 整理和归档之前设计的所有三维模型和工程图纸，并学习生成不同格式的输出文件。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每章都配有详细的讲解和大量的实例操作，帮助读者巩固所学知识。 循序渐进的学习路径： 从基础的工程图学理论，到复杂的三维建模，再到工程分析，提供清晰的学习脉络。 侧重于通用技能： 介绍的建模技术与方法广泛适用于主流的三维设计软件，具有较高的通用性。 丰富的案例研究： 涵盖了多种典型的机械零件和产品设计案例，贴近实际工程应用。 培养解决问题的能力： 通过大量的实践训练，引导读者独立思考和解决设计过程中遇到的问题。 目标读者： 本书适合机械设计、产品设计、制造工程等相关专业的学生，以及希望提升三维设计技能的在职工程师、技术人员和爱好者。无论您是初学者，还是已有一定基础，本书都能为您提供宝贵的学习资源和实践指导。通过本书的学习，您将能够自信地运用三维建模技术，将创意转化为具有实际价值的工程设计。

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这本书在讲解复杂装配体和工程图输出时的处理方式，可以说是真正体现了其“基础教程”的价值所在，它没有止步于零件的孤立设计，而是将重点放在了如何将各个零件有机地结合起来，形成一个功能完整的系统上。我过去经常遇到的问题是，零件画得再好，一旦放到装配环境中，各种干涉、约束关系就让人头疼不已。然而，这本书针对性地讲解了各种装配约束的类型及其应用场景，并且通过实际案例展示了如何高效地管理大型装配体，这对我后来的工作效率提升起到了关键作用。更让我印象深刻的是关于工程图的生成和标注部分。很多教程对这一块一带而过，但这本书却花了大量篇幅，详细讲解了国标和国际标准的图纸规范，包括尺寸标注的规范、形位公差的正确表达方式，以及视图的创建原则。这不仅仅是软件操作的教学，更是一种专业素养的培养，让我明白设计图纸是工程师之间沟通的语言，其准确性和规范性至关重要。读完这部分内容，我感觉自己对“设计”的理解从单纯的“画图”提升到了“工程表达”的层面。

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这本书简直是打开了我对机械设计世界的一扇窗，尤其是对于一个初学者来说，它的编排方式简直是量身定制。我记得我刚开始接触设计软件时，面对那些密密麻麻的菜单和工具图标，简直是一头雾水，完全不知道从何下手。但是这本书，它没有上来就堆砌那些晦涩难懂的理论，而是非常贴心地从最基础的绘图操作讲起，每一步都配有清晰的截图和详尽的文字说明。那种感觉就像是有一个经验丰富的老工程师坐在我旁边，手把手地教我如何一步步构建一个零件模型。我尤其欣赏它在讲解基础建模技巧时的那种耐心和细致，即便是那些看起来非常简单的拉伸、旋转、扫描操作，作者也深入剖析了背后的逻辑和应用场景。这本书的结构安排非常合理，章节之间过渡自然流畅，让我可以循序渐进地建立起对三维建模的整体认知框架，而不是零散地学习一些孤立的命令。对于想要系统学习机械设计软件的入门者而言，这本书无疑提供了一个坚实可靠的起点，它真正做到了将复杂的工具使用过程“翻译”成普通人可以理解的语言。

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我必须承认，这本书的排版和图例清晰度，在同类书籍中是处于领先地位的。我阅读电子版时，深感这一点。不同于一些书籍为了塞入更多内容而显得拥挤不堪的版面，这本书在保持内容详实的同时，对图文的布局进行了非常人性化的处理。每个关键步骤的截图都裁剪得非常精准，关键操作点都有高亮或箭头指示，使得读者在跟随操作时几乎不会产生迷失感。此外，书中对软件界面的不同版本兼容性考虑得也比较周到，虽然软件更新很快，但它所传授的核心理念和操作逻辑是稳定不变的。这种注重细节的编辑处理，极大地降低了学习过程中的挫败感。要知道，对于一个新手来说，图看不明白比文字读不懂更令人沮丧，而这本书在视觉引导上做得非常出色，让人阅读起来有一种行云流水般的顺畅感，让人愿意沉浸其中，持续钻研下去。

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这本书最让我感到欣慰的一点，是它在理论介绍和软件应用之间的平衡掌握得恰到好处，它没有沦为一个单纯的“鼠标点击指南”。在教授具体功能的同时，它会适当地穿插一些机械原理方面的基础知识，比如为什么某个结构需要采用特定的连接方式，或者某个倒角是为了应力分散。这种跨学科的知识融合，让设计不再是孤立的操作，而是与物理世界规律紧密相连的创造过程。例如，在讲解配合和公差时，它不仅仅展示了软件中如何输入数值，更解释了这些数值背后所代表的制造精度和装配要求，这对于我后续学习更高级的公差配合设计打下了坚实的理论基础。可以说，这本书真正做到了“授人以渔”，它教我的不是某个特定软件的特定版本的使用方法，而是贯穿所有机械设计工作的基础认知和逻辑思维，这才是任何一本优秀教程的核心价值所在。

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与其他市面上那些动辄追求“高级技巧”的教程相比，这本书的价值在于其坚如磐石的“地基”构建能力。我发现，很多时候我们急于求成，想一步登天去学习曲面造型或者高级仿真，但往往因为对基础实体建模理解不够透彻，导致后续的学习寸步难行，最终只能停留在表面的操作层面。这本书的作者显然深谙此道，他们把大量的篇幅放在了如何理解特征、如何进行特征间的逻辑组合上。比如，在讲解拔模和圆角倒角这些看似简单的操作时，作者会深入探讨这些特征在实际模具设计和强度分析中的意义。这种理论与实践紧密结合的叙述方式，极大地增强了我对所学知识的内在理解，而不是死记硬背操作步骤。更重要的是，书中提供的练习案例都非常贴近工业实际，每一个案例的设置都有明确的设计意图，这使得我在练习过程中，不仅仅是在操作软件，更是在思考设计问题，这对于建立“设计思维”来说，是无价的财富。

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