逆向设计一体化教程

　　本书共分为7章：逆向工程技术概要、光学扫描测量与应用、三坐标测量与应用、机械设计概要与应用、机械创新设计实践、Creo 3.0平台设计实践和UG NX 8.5平台设计实践。本书在内容结构上通过采用工学结合的项目，实现理论与工程应用一体化、知识与技能一体化、正向设计与逆向设计一体化、案例解剖与创新实践一体化；在教学内容组织上，实现讲授与启发一体化、理论学习与工程实践一体化、示范教学与实训一体化。本书以设计及创新创业能力培养为教学目标，尝试建立学生工程素质养成机制，探索现阶段机械设计人才培养新模式。 本书以机械设计创新创业课改为背景，依托逆向工程先进技术和设计平台，突出机械结构设计能力培养，综合阐述了逆向工程关键技术的理论基础、面向制造和装配的机械设计理念及应用、基于逆向工程的创新创业应用等内容。本书是一本紧密结合机械设计实际应用，具备工程实践特色，突出创新、拓展新技术应用的教材。 本书可作为应用型本科、高职高专机械设计应用课程教材或机械创新创业实践教材，也可作为相关从业人员机械设计创新方面的培训教材或参考用书。

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前言
第1章 逆向工程技术概要1
1.1 概述1
1.1.1 引言1
1.1.2 概念2
1.1.3 发展历程2
1.2 逆向工程技术的应用4
1.2.1 应用现状4
1.2.2 应用场景5
1.3 逆向工程应用软件7
1.3.1 软件现状7
1.3.2 软件分类7
1.3.3 典型的逆向工程应用软件8
1.4 逆向工程的工作流程 13
1.4.1 正、逆向工程的工作流程对比13
1.4.2 逆向工程中的工作14
1.5 逆向工程关键技术14
1.5.1 数据的采集与处理15
1.5.2 CAD建模技术21
1.6 逆向工程技术的发展25
1.6.1 尚存问题25
1.6.2 建模技术的发展历程25
1.6.3 逆向工程理论研究的现状26
1.6.4 逆向工程技术未来的研究课题27
第2章 光学扫描测量与应用29
2.1 光学扫描应用29
2.1.1 产品设计29
2.1.2 质量检测29
2.1.3 文化遗产数字化30
2.2 光学扫描测量原理32
2.2.1 ATOS扫描测量简介32
2.2.2 ATOS光栅投影移相法33
2.2.3 ATOS光栅测量与摄影测量的原理34
2.3 ATOS测量系统34
2.3.1 ATOS测量系统简介34
2.3.2 ATOS测量系统的组成36
2.3.3 ATOS光栅扫描测量系统初始化37
2.4 ATOS测量的应用38
2.4.1 熊猫壳测量提示38
2.4.2 熊猫壳测量及数据处理操作步骤39
2.4.3 自行车坐垫测量提示41
2.4.4 自行车坐垫测量系统初始化41
2.4.5 自行车坐垫测量操作步骤42
2.4.6 自行车坐垫后期处理45
第3章 三坐标测量与应用 47
3.1 概述47
3.2 三坐标测量机47
3.2.1 三坐标测量机的分类47
3.2.2 三坐标测量机的功能及应用49
3.2.3 三坐标测量机的工作原理50
3.2.4 三坐标测量机的硬件
系统及软件系统51
3.3 三坐标测量机的操作54
3.3.1 操作流程54
3.3.2 测头的选择54
3.3.3 测头的校准54
3.3.4 装夹零件54
3.3.5 建立坐标系55
3.3.6 输出测量结果55
3.4 三坐标测量机基础测量实训55
3.4.1 测量系统55
3.4.2 测量坐标系56
3.4.3 右手法则57
3.4.4 建立工件坐标系57
3.4.5 测量基本几何元素58
3.4.6 导入数据模型和导出测量数据59
3.4.7 自动测量特征元素60
3.4.8 构造特征61
3.4.9 设置几何公差61
第4章 机械设计概要与应用62
4.1 概述62
4.1.1 机械设计的要求62
4.1.2 机械设计应遵循的基本原则63
4.1.3 机械设计的程序64
4.1.4 机械零件设计的基本要求和步骤64
4.2 面向制造和装配的设计理念65
4.2.1 DFMA的概念65
4.2.2 传统设计与DFMA66
4.2.3 DFMA的优势67
4.3 DFMA在机械加工上的应用70
4.3.1 增设工艺结构70
4.3.2 减少装夹次数72
4.3.3 尺寸标注满足测量要求74
4.3.4 零件结构符合热处理工艺规范75
4.3.5 零件结构、刚性满足加工要求76
4.3.6 零件结构符合外易内难的加工要求76
4.3.7 减少机械加工面积78
4.3.8 结构便于加工和进退刀79
4.4 DFMA在塑料成型上的应用81
4.4.1 概述81
4.4.2 塑料件的特点82
4.4.3 塑料的性能与用途82
4.4.4 塑料的选取83
4.4.5 塑料的成本与选材途径84
4.4.6 塑料件的设计要点84
4.4.7 加强肋的设计88
4.4.8 支柱的设计90
4.4.9 孔的设计91
4.4.10 提高塑料件强度的设计93
4.4.11 改善塑料件外观的设计95
4.4.12 降低塑料件成本的设计97
4.4.13 塑料件影响注射模具设计的因素99
4.4.14 装配塑料件的设计99
4.5 DFMA在装配上的应用102
4.5.1 装配概述102
4.5.2 装配线工艺规程的制订103
4.5.3 DFA概述104
4.5.4 DFA的简约设计理念104
4.5.5 DFA的简约设计理念应用110
4.5.6 DFA的其他设计理念113
4.5.7 防错设计121
4.5.8 装配中的人机工程学127
第5章 机械创新设计实践129
5.1 概述129
5.1.1 创新的概念129
5.1.2 创新案例130
5.2 机械创新设计模式132
5.2.1 追随型创新132
5.2.2 增量式创新133
5.3 创新设计实践133
5.3.1 小型水泥预制件自动生产设备133
5.3.2 面向加工与安装的设计134
5.3.3 多味宝设计140
5.3.4 香水瓶止位设计142
5.4 创新设计借鉴143
5.4.1 易拆剃须刀设计借鉴143
5.4.2 易拆卷笔刀借鉴148
5.4.3 柔性装配结构概念探讨149
第6章 Creo 3.0平台设计实践150
6.1 零件构建基础150
6.1.1 确定绘图平面及方位150
6.1.2 构建三维实体基础特征150
6.1.3 建立选择集152
6.1.4 选择方式153
6.1.5 用户界面154
6.1.6 建模基础156
6.2 支座零件构建实操159
6.2.1 悬臂支座构建159
6.2.2 座盖构建162
6.2.3 轴承座构建166
6.3 典型曲面零件的构建设计168
6.3.1 香水瓶构建168
6.3.2 心形曲面饰件设计185
6.4 多味宝产品逆向测量194
6.4.1 产品分析194
6.4.2 产品测绘197
6.5 多味宝产品逆向设计建模198
6.5.1 产品建模规划198
6.5.2 整体式毛坯构建199
6.5.3 容器构建200
6.5.4 盒盖构建205
6.5.5 多味宝产品装配214
6.5.6 翻板构建217
6.5.7 装配干涉分析224
第7章 UG NX 8.5平台设计实践225
7.1 UG NX 8.5简介225
7.2 建模基础226
7.2.1 悬臂支座建模227
7.2.2 座盖建模230
7.3 典型零件构建实操