隨著工業(yè)4.0概念的提出，《中國制造2025》明確指出，要進(jìn)一步加快推進(jìn)新一代信息技術(shù)和制造技術(shù)融合發(fā)展，并將智能制造作為信息化與工業(yè)化深度融合的主攻方向。智能制造以產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造、分析、仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)、測試驗(yàn)證等技術(shù)為核心支撐，在機(jī)械、電子、建筑、航空航天、汽車等領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的重視和更加廣泛的應(yīng)用，相關(guān)的理論研究和工程應(yīng)用水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)企業(yè)乃至一個(gè)國家制造業(yè)整體水平和綜合競爭力的重要標(biāo)志。同時(shí)，工程教育認(rèn)證對高等教育專業(yè)人才培養(yǎng)和課程體系建設(shè)也提出了新的要求，這也是本書編寫的目的所在。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design, CAD）技術(shù)是智能制造技術(shù)的一個(gè)重要分支。機(jī)械CAD技術(shù)在機(jī)械工業(yè)發(fā)展中的作用越來越大，幾乎涵蓋了整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，主要用于產(chǎn)品建模、裝配、運(yùn)動(dòng)仿真和分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。現(xiàn)代化的制造企業(yè)已經(jīng)離不開機(jī)械CAD技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械CAD技術(shù)作為機(jī)械領(lǐng)域的常用設(shè)計(jì)技術(shù)得到了快速發(fā)展，它在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和智能制造方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為了加快我國制造業(yè)發(fā)展的步伐，高等學(xué)校承擔(dān)了對科技人才的培養(yǎng)重任，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中牢固掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)技術(shù)和工具，正所謂工欲善其事，必先利其器。本書內(nèi)容符合國家對工程技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，全書通過CAD技術(shù)基本原理的系統(tǒng)講解及實(shí)際應(yīng)用的案例驅(qū)動(dòng)，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，具有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用性。
針對現(xiàn)有機(jī)械CAD技術(shù)教材在內(nèi)容和深度上已經(jīng)不能適應(yīng)工程教育認(rèn)證背景下人才培養(yǎng)方案的要求，同時(shí)也考慮到高等院校CAD教學(xué)需要及廣大工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和掌握CAD 技術(shù)的需要，因此本書既要夯實(shí)CAD技術(shù)理論基礎(chǔ)又要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
第1章介紹了CAD技術(shù)的概念及系統(tǒng)構(gòu)成? CAD 技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用及CAD技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢，最后從產(chǎn)品全生命周期的角度闡述了CAE、CAPP、CAM、PDM技術(shù)，以及隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的新的制造模式，使讀者能夠更加清晰地認(rèn)識CAD技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景。
第2章從機(jī)械設(shè)計(jì)角度出發(fā)，闡述機(jī)械行業(yè)中設(shè)計(jì)資料數(shù)據(jù)的來源、分類、存儲、轉(zhuǎn)換、調(diào)用，以及如何在CAD應(yīng)用程序中調(diào)用設(shè)計(jì)資料數(shù)據(jù)，從而為提高讀者的設(shè)計(jì)資料數(shù)據(jù)運(yùn)用能力和今后從事CAD應(yīng)用技術(shù)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
第3章針對CAD中大量的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對象，重點(diǎn)闡述了CAD中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括線性表、數(shù)組、棧、隊(duì)列和樹，并列舉了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
第4章重點(diǎn)闡述了二維和三維圖形變換的基本原理和方法，利于讀者深入理解CAD繪圖操作中幾何變換和投影變換的原理及應(yīng)用。
第5章闡述了幾何建模、特征建模、參數(shù)化與變量化建模、裝配建模等實(shí)體建模方法，使讀者能夠理解產(chǎn)品數(shù)字模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示的原理、方法及模型在實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn)。本書第1～5章是機(jī)械CAD技術(shù)的理論部分。
第6章～第10章開始以PTC（Parametric Technology Corporation，參數(shù)技術(shù)公司）研發(fā)的集CAD/CAM/CAE于一體的參數(shù)化軟件Creo 5.0為工具，以典型的機(jī)械零部件、機(jī)械產(chǎn)品為例，進(jìn)行零件建模、零件裝配、運(yùn)動(dòng)仿真、工程圖設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工程分析，案例豐富，步驟清晰，講解細(xì)致，使讀者掌握工程實(shí)踐中的CAD技術(shù)，從而快速完成設(shè)計(jì)和分析等相關(guān)工作。
本書在編寫上遵循理論和應(yīng)用結(jié)合，強(qiáng)調(diào)案例驅(qū)動(dòng)，不只是完成CAD軟件的操作，更注重夯實(shí)理論基礎(chǔ)，所有應(yīng)用實(shí)例相互關(guān)聯(lián)，使讀者能夠深入理解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的規(guī)則和方法。本書內(nèi)容詳盡，每章附有習(xí)題，并配有完整課件、視頻講解和模型實(shí)例，適合30～40學(xué)時(shí)，也適合讀者自學(xué)。軸/盤蓋/螺栓建模實(shí)例、齒輪參數(shù)化實(shí)例和減速器裝配實(shí)例也可為課程設(shè)計(jì)、自主學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)提供模型參考，奠定建模基礎(chǔ)。
本書第1、4、5章由葛江華教授編寫，第2、3章由孫永國教授編寫，第6～8章由王亞萍教授編寫，第9、10章由天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)教授編寫，解寶成副教授、李國老師為本書建模和仿真案例的選擇、收集、課件制作和視頻錄制做了大量工作。哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)研究所朱曉飛博士、許迪博士、機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化系機(jī)械CAD技術(shù)課程組的老師們?yōu)楸緯�的編寫提供了大量幫助，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院江旭東教授對全書進(jìn)行了認(rèn)真審閱，并提出了許多寶貴意見和建議?本書編寫參閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)，在此一并表示感謝。
最后，感謝哈爾濱理工大學(xué)教務(wù)處對本書出版的大力支持，感謝機(jī)械工業(yè)出版社為本書出版所提供的大量幫助。由于編者水平有限，書中難免存在不足與疏漏之處，懇請各位讀者不吝指正。