逆向設計一體化教程

本書共分為7章：逆向工程技術概要、光學掃描測量與應用、三坐標測量與應用、
機械設計概要與應用、機械創新設計實踐、Creo 3.0平臺設計實踐和UG NX 8.5平臺設計實踐。
本書在內容結構上通過採用工學結合的項目，實現理論與工程應用一體化、知識與技能一體化、
正向設計與逆向設計一體化、案例解剖與創新實踐一體化；在教學內容組織上，
實現講授與啟發一體化、理論學習與工程實踐一體化、示範教學與實訓一體化。

本書以設計及創新創業能力培養為教學目標，嘗試建立學生工程素質養成機制，
探索現階段機械設計人才培養新模式。

本書以機械設計創新創業課改為背景，依託逆向工程先進技術和設計平臺，
突出機械結構設計能力培養，綜合闡述了逆向工程關鍵技術的理論基礎、
面向製造和裝配的機械設計理念及應用、基於逆向工程的創新創業應用等內容。

本書是一本緊密結合機械設計實際應用，具備工程實踐特色，突出創新、拓展新技術應用的教材。

本書可作為應用型本科、高職高專機械設計應用課程教材或機械創新創業實踐教材，
也可作為相關從業人員機械設計創新方面的培訓教材或參考用書。

前言
第1章逆向工程技術概要1
1.1概述1
1.1.1引言1
1.1.2概念2
1.1.3發展歷程2
1.2逆向工程技術的應用4
1.2.1應用現狀4
1.2.2應用場景5
1.3逆向工程應用軟件7
1.3.1軟件現狀7
1.3.2軟件分類7
1.3.3典型的逆向工程應用軟件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對比13
1.4.2逆向工程中的工作14
1.5逆向工程關鍵技術14
1.5.1數據的採集與處理15
1.5.2 CAD建模技術21
1.6逆向工程技術的發展25
1.6.1尚存問題25
1.6.2建模技術的發展歷程25
1.6.3逆向工程理論研究的現狀26
1.6.4逆向工程技術未來的研究課題27

第2章光學掃描測量與應用29
2.1光學掃描應用29
2.1.1產品設計29
2.1.2質量檢測29
2.1.3文化遺產數字化30
2.2光學掃描測量原理32
2.2.1 ATOS掃描測量簡介32
2.2.2 ATOS光柵投影移相法33
2.2.3 ATOS光柵測量與攝影測量的原理34
2.3 ATOS測量系統34
2.3.1 ATOS測量系統簡介34
2.3.2 ATOS測量系統的組成36
2.3.3 ATOS光柵掃描測量系統初始化37
2.4 ATOS測量的應用38
2.4.1熊貓殼測量提示38
2.4.2熊貓殼測量及數據處理操作步驟39
2.4.3自行車坐墊測量提示41
2.4.4自行車坐墊測量系統初始化41
2.4.5自行車坐墊測量操作步驟42
2.4.6自行車坐墊後期處理45

第3章三坐標測量與應用47
3.1概述47
3.2三坐標測量機47
3.2.1三坐標測量機的分類47
3.2.2三坐標測量機的功能及應用49
3.2.3三坐標測量機的工作原理50
3.2.4三坐標測量機的硬件
系統及軟件系統51
3.3三坐標測量機的操作54
3.3.1操作流程54
3.3.2測頭的選擇54
3.3.3測頭的校準54
3.3.4裝夾零件54
3.3.5建立坐標系55
3.3.6輸出測量結果55
3.4三坐標測量機基礎測量實訓55
3.4.1測量系統55
3.4.2測量坐標系56
3.4.3右手法則57
3.4.4建立工件坐標系57
3.4.5測量基本幾何元素58
3.4.6導入數據模型和導出測量數據59
3.4.7自動測量特徵元素60
3.4.8構造特徵61
3.4.9設置幾何公差61

第4章機械設計概要與應用62
4.1概述62
4.1.1機械設計的要求62
4.1.2機械設計應遵循的基本原則63
4.1.3機械設計的程序64
4.1.4機械零件設計的基本要求和步驟64
4.2面向製造和裝配的設計理念65
4.2.1 DFMA的概念65
4.2.2傳統設計與DFMA66
4.2.3 DFMA的優勢67
4.3 DFMA在機械加工上的應用70
4.3.1增設工藝結構70
4.3.2減少裝夾次數72
4.3.3尺寸標註滿足測量要求74
4.3. 4零件結構符合熱處理工藝規範75
4.3.5零件結構、剛性滿足加工要求76
4.3.6零件結構符合外易內難的加工要求76
4.3.7減少機械加工面積78
4.3.8結構便於加工和進退刀79
4.4 DFMA在塑料成型上的應用81
4.4.1概述81
4.4.2塑料件的特點82
4.4.3塑料的性能與用途82
4.4 .4塑料的選取83
4.4.5塑料的成本與選材途徑84
4.4.6塑料件的設計要點84
4.4.7加強肋的設計88
4.4.8支柱的設計90
4.4.9孔的設計91
4.4.10提高塑料件強度的設計93
4.4.11改善塑料件外觀的設計95
4.4.12降低塑料件成本的設計97
4.4.13塑料件影響注射模具設計的因素99
4.4.14裝配塑料件的設計99
4.5 DFMA在裝配上的應用102
4.5.1裝配概述102
4.5.2裝配線工藝規程的製訂103
4.5.3 DFA概述104
4.5.4 DFA的簡約設計理念104
4.5.5 DFA的簡約設計理念應用110
4.5.6 DFA的其他設計理念113
4.5.7防錯設計121
4.5.8裝配中的人機工程學127

第5章機械創新設計實踐129
5.1概述129
5.1.1創新的概念129
5.1.2創新案例130
5.2機械創新設計模式132
5.2.1追隨型創新132
5.2.2增量式創新133
5.3創新設計實踐133
5.3.1小型水泥預製件自動生產設備133
5.3.2面向加工與安裝的設計134
5.3.3多味寶設計140
5.3.4香水瓶止位設計142
5.4創新設計借鑒143
5.4.1易拆剃須刀設計借鑒143
5.4.2易拆卷筆刀借鑒148
5.4.3柔性裝配結構概念探討149

第6章Creo 3.0平台設計實踐150
6.1零件構建基礎150
6.1.1確定繪圖平面及方位150
6.1.2構建三維實體基礎特徵150
6.1.3建立選擇集152
6.1.4選擇方式153
6.1.5用戶界面154
6.1.6建模基礎156
6.2支座零件構建實操159
6.2.1懸臂支座構建159
6.2.2座蓋構建162
6.2.3軸承座構建166
6.3典型曲面零件的構建設計168
6.3.1香水瓶構建168
6.3.2心形曲面飾件設計185
6.4多味寶產品逆向測量194
6.4.1產品分析194
6.4.2產品測繪197
6.5多味寶產品逆向設計建模198
6.5.1產品建模規劃198
6.5.2整體式毛坯構建199
6.5.3容器構建200
6.5.4盒蓋構建205
6.5.5多味寶產品裝配214
6.5.6翻板構建217
6.5.7裝配干涉分析224

第7章UG NX 8.5平台設計實踐225
7.1 UG NX 8.5簡介225
7.2建模基礎226
7.2.1懸臂支座建模227
7.2.2座蓋建模230
7.3典型零件構建實操