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页数:233

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出版时间:2008-6

价格:29.00元

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isbn号码:9787111241539

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• UG NX5
• 中文
• 教程
• 机械设计
• CAD/CAM
• 软件
• 入门
• 基础
• 数字化建模
• 工业软件

机械设计与制造领域的革新：面向现代工业的高级数控编程与仿真技术实战指南 本书导读： 在当前高度依赖数字化和智能制造的时代背景下，传统机械设计与制造流程正经历着前所未有的深刻变革。本手册旨在超越基础软件操作层面，深入探讨面向现代复杂零件加工、多轴联动、高级曲面精加工以及高精度仿真验证的一系列前沿技术与实战策略。它并非侧重于某一特定版本软件的基础界面介绍，而是将焦点集中于如何利用先进的数控（NC）编程理念和系统集成能力，应对行业内最严峻的制造挑战。 本书特别面向有一定CAD/CAM基础，渴望向高级工艺工程师、资深数控编程员转型，并致力于掌握下一代智能制造工具的专业人士和工程技术人员。 --- 第一部分：先进CAM策略与复杂曲面加工的艺术 本部分将彻底摒弃二维绘图思维，全面转向三维空间复杂特征的自动化识别与高效路径生成。 第一章：面向特征的高级零件识别与自动编程 本章详细阐述了如何构建一套高效的“自学习”编程环境。我们不再手动选择每一个实体和曲面，而是深入研究面向特征识别（Feature Recognition）的底层逻辑。内容包括： 1. 特征库的建立与标准化： 如何根据企业标准件和常用结构，建立可复用的孔、槽、型腔等特征模板。 2. 智能特征分类与加工策略映射： 针对深孔、盲孔、薄壁结构、环形凹槽等复杂特征，自动匹配最优的粗加工（如区域铣削、等量切深）和半精加工策略。 3. 复杂曲面的语义化理解： 区别对待自由曲面、曲面边界、曲面法向偏移，为后续的精加工路径选择提供精确的输入参数。 第二章：五轴及多轴联动的高级路径生成与控制 五轴加工是实现复杂零件一次装夹、高精度完成的关键技术。本章聚焦于如何“控制”五轴，而非仅仅“设置”五轴。 1. 多轴运动学原理回顾与工具轴干涉分析： 深入探讨不同机床结构（万向头/回转工作台组合）的运动学模型，并教授如何利用高级诊断工具预判刀具与工件、夹具之间的潜在干涉。 2. 基于曲率的精加工路径优化： 针对航空航天、模具行业的高精度要求，讲解“流线型加工（Flow Line Machining）”和“等效倾角加工”的实现方法。重点分析如何保证刀具接触点在曲面上的均匀分布，以达到最佳的表面粗糙度（Ra值控制）。 3. 修剪曲面与边界处理技术： 在多轴环境中，如何精确处理型腔边缘和通孔的终结处理，避免“掉刀”和“拉尾”现象。 第三章：高效粗加工与半精加工的能效管理 刀具寿命与加工效率是衡量编程水平的重要指标。本章强调在保证切削效率的同时，最大化刀具的有效工作时间。 1. 高效率切削（HEC）策略实战： 深入讲解恒定材料去除率（Constant Material Removal Rate）的编程思路，如何动态调整进给率（Feed Rate）以适应复杂的切削区域。 2. 平面与型腔的残余材料识别与优化： 引入多次迭代加工（Iterative Machining）的概念，利用前一刀的加工结果，自动识别并清除残留材料，避免使用低效的小刀具进行“捡漏”加工。 3. 刀具路径的平滑过渡与动态换刀点优化： 最小化刀具在非切削区域的快速移动和不必要的提升高度，减少机床的非生产性时间消耗。 --- 第二部分：高级仿真、后处理与系统集成 现代制造链要求编程结果必须是“零错误、零调试”地在机床上运行。本部分讲解如何利用强大的仿真环境和定制化的后处理系统来保证这一点。 第四章：高保真后处理器的定制与验证 标准的后处理器往往无法满足特定数控系统的特殊指令集或机床特性。本章引导读者掌握后处理器的核心原理。 1. 后处理逻辑结构解析： 深入剖析文本转换、坐标系转换、周期性指令封装等后处理过程中的关键模块。 2. 定制化G代码生成规则： 针对不同品牌（如西门子、法那克、海德汉）的控制系统，如何自定义进给函数（G/M代码）、刀具补偿激活方式以及安全高度的设置。 3. 复杂运动模拟与调试指令嵌入： 学习如何在生成的代码中嵌入特定的机床校验指令（如检查工作台角度、主轴转速限制），以应对调试阶段的需求。 第五章：集成化仿真环境下的虚拟调试 仿真不再只是查看运动轨迹，而是对整个制造过程进行虚拟验证。 1. 动态刀具模型与材料去除仿真： 使用高精度有限元（FEA）辅助的仿真工具，不仅观察碰撞，更要评估切削力、温度分布以及由此导致的表面质量变化。 2. 机床级的运动学约束验证： 在仿真环境中加载精确的机床模型（包括丝杠间隙、回差、极限行程），确保生成的G代码在物理机床上完全可行。 3. 工件坐标系（WCS）与工具长度补偿（TLO）的同步校验： 解决实际加工中，编程坐标系与机床实际建立坐标系之间偏差导致的尺寸错误问题。 第六章：面向工业物联网（IIoT）的编程数据流 本章展望未来，探讨如何将CAM程序的生成过程与企业资源计划（ERP）和制造执行系统（MES）打通。 1. 参数化编程的数据接口： 学习如何利用外部数据源（如Excel、数据库）驱动编程参数，实现快速改型设计和批量化生产。 2. 程序版本控制与追溯性： 建立标准的CAM文件管理和归档流程，确保每一个加工程序都能精确追溯到使用的软件版本、刀具信息和设定的加工参数。 3. 向智能排程系统的对接： 如何输出标准化的加工任务报告，为车间级的智能排程系统提供可靠的加工时间估算和资源需求。 --- 本书特色总结： 本书完全聚焦于解决实际工程问题，深入剖析了从二维到多轴的思维转变，强调高级算法在路径优化中的应用，并以机床级的验证和系统集成作为最终目标。它提供的不是软件的“菜单指南”，而是一套完整的、面向复杂制造任务的先进技术方法论。读者将掌握的，是驾驭复杂数控技术，提升制造精度与效率的核心能力。

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我花了好几天时间，仔细研究了这本书中关于二维草图绘制的那几章，不得不说，作者在基础几何逻辑的阐述上，达到了教科书级别的严谨性，但又不像传统教科书那样枯燥乏味。它非常注重“为什么”和“如何做”的结合。比如，在讲解如何创建尺寸约束时，书中不仅展示了操作步骤，还通过一个简单的零件展开图案例，说明了为什么必须要有完全约束才能进行后续的特征生成，这让我明白了约束的本质意义——它是保证模型后续修改和工程图输出准确性的基石。更让我印象深刻的是，它对“设计意图”的强调。在进行草图绘制时，作者反复提醒读者要思考最终零件的功能，据此来决定绘制的优先级和几何关系的设置，这完全超越了单纯的软件操作教学，上升到了工程思维的层面。书中提供的练习案例，每一个都设计得非常巧妙，它们并非孤立的图形练习，而是逐步递进，将前面学到的点、线、圆的绘制技巧，有机地组合成一个完整的、具有实际意义的二维截面。我对那些关于“对称”和“基准”的章节反复看了好几遍，感觉自己对建立稳定、可编辑的草图结构有了质的飞跃。

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这本书的封面设计简直是直击我这个新手的痛点，那种朴实无华的排版，一看就知道作者是下了苦心的，没有那些花里胡哨的图形干扰，纯粹就是为了教你学东西。我拿到手就迫不及待地翻阅起来，首先映入眼帘的是对UG NX5这个软件界面布局的详尽解析，它没有直接跳到复杂的建模操作，而是非常耐心地带你熟悉每一个菜单栏、每一个工具图标的功能。特别是对初学者来说，软件界面的陌生感往往是最大的心理障碍，这本书的处理方式就是把这个障碍彻底铲平。它甚至会用一些非常生活化的比喻来解释那些专业术语，比如把坐标系比作房间里的东西摆放位置，把草图约束比作建筑图纸上的尺寸要求，这种深入浅出的讲解方式，让我这个CAD小白也能迅速建立起对软件操作的直观认识。而且，教程中对快捷键的介绍也非常系统，不仅仅是罗列出来，而是结合具体的操作步骤，告诉你什么时候用哪个键能效率倍增，这对于后续的熟练度提升至关重要。这本书的开篇部分，更像是一位经验丰富的老工程师在耳边慢条斯理地指导，让人感觉学习过程既稳健又充满信心，完全没有那种高高在上、让人望而却步的技术书籍的架子。

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这本书在高级曲面建模的叙述上，展现出了非常深厚的行业背景。尽管UG NX5相对较老，但曲面造型的基本原理是相通的，这本书对曲面处理的逻辑梳理得极其清晰。它将复杂的曲面操作，如边界曲面、拉伸曲面、混合曲面等，通过对比分析的方式呈现出来，明确指出了每种曲面工具的适用场景和局限性。作者似乎深知曲面设计中“光顺性”的重要性，在讲解如何检查曲面质量（如曲率连续性）时，提供了非常实用的操作技巧，甚至提到了如何利用分析工具来判断G1、G2连续的要求。这部分内容让我这个之前对曲面一直心存畏惧的读者，找到了进入这个领域的信心。书中特别提到了一些在汽车外壳或工业产品设计中常用的曲面处理流程，这些实战经验的融入，使得理论学习不再是空中楼阁，而是有了明确的应用方向。即便是现在的新版本软件，这些关于曲面拓扑结构和光顺度处理的核心理念，依然是指导我们进行高质量造型的关键所在。

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整本书的组织结构设计得非常贴合自学者的需求，它不像某些教程那样，只是简单地罗列功能，而是像规划了一条完整的学习路径图。章节之间不仅知识点连贯，而且难度递增的梯度把握得恰到好处，让人产生持续探索下去的动力。我注意到，在每个大章节的末尾，都有一个“常见问题与解决方案”的小节，这简直是救星一般的存在！很多时候，我们在学习过程中遇到的奇怪错误或者软件卡死，往往是因为某个不经意的设置偏差造成的，这本书直接把这些“陷阱”提前标注了出来，并给出了明确的排查思路，极大地减少了调试时间。此外，书中附带的练习文件结构也相当清晰，每个练习都有明确的起始文件和最终目标，这保证了读者可以完全脱离其他资源，独立完成学习闭环。总而言之，这本书更像是一位严谨的导师，它不仅教会你“做什么”，更重要的是教会你“如何思考”和“如何排查问题”，为我后续深入学习和实际工程应用打下了极其坚实且可靠的基石。

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关于三维实体建模的部分，这本书的处理方式简直可以用“循序渐进的艺术”来形容。它没有一上来就抛出复杂的拉伸、扫掠、倒角等命令，而是先从最基础的“加”和“减”的概念入手，也就是实体构建和布尔运算的原理。作者非常擅长将复杂的命令拆解成若干个简单的、可执行的步骤，并且每一步都会配上清晰的截图，截图的视角选择非常到位，总能让你准确无误地定位到屏幕上的目标区域。我尤其喜欢它对“特征树”的管理讲解。在NX这个基于特征的建模环境中，特征的历史顺序至关重要，书中花了专门的篇幅讲解如何通过调整特征顺序来优化模型的重生成速度和可编辑性，这对于处理大型复杂装配体是至关重要的技能。当我尝试按照书中的步骤去构建一个带有复杂圆角和倒角的机械结构件时，我发现无论我如何调整参数，模型都能稳定地响应我的修改，这得益于教程在前期打下的扎实基础。这种建模思路的培养，远比记住几个命令按钮要宝贵得多。

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