本書是國家級數控技術專業教學團隊編寫的教材之一。全書共9章,包括制造業與先進制造技術概論、超精密加工技術、高速切削技術、快速原型制造技術、虛擬制造技術、微細加工與納米制造技術、柔性制造與智能制造技術、綠色制造、先進制造模式等。本書具有以下特點:①取材合理、內容豐富,反映了近年來國內外先進制造技術的最新發展方向;②理論聯系實際,注重工程應用;③語言簡練、圖文并茂、直觀易懂,每章均附復習思考題,便于學生學習。
本書既可作為高等院校數控技術、機械制造及其自動化、計算機輔助設計與制造、機電一體化、模具設計與制造等相關專業的教材和教學參考書,也可作為各類成人教育相關專業的教材和教學參考書,同時可作為制造業工程技術人員的參考書。
第1章 制造業與先進制造技術概論
11 制造、制造技術與制造業
111 制造業相關概念
112 制造技術的發展歷史
113 制造業的地位與作用
12 先進制造技術及其發展趨勢
121 先進制造技術的基本概念和特點
122 先進制造技術產生的背景
123 先進制造技術的體系結構
124 先進制造技術的分類
125 先進制造技術的現狀和發展趨勢及特色
13 我國的制造業現狀與發展先進制造技術的必要性和對策
131 我國制造業的現狀
132 我國發展先進制造技術的必要性和對策
復習思考題 第1章 制造業與先進制造技術概論
11 制造、制造技術與制造業
111 制造業相關概念
112 制造技術的發展歷史
113 制造業的地位與作用
12 先進制造技術及其發展趨勢
121 先進制造技術的基本概念和特點
122 先進制造技術產生的背景
123 先進制造技術的體系結構
124 先進制造技術的分類
125 先進制造技術的現狀和發展趨勢及特色
13 我國的制造業現狀與發展先進制造技術的必要性和對策
131 我國制造業的現狀
132 我國發展先進制造技術的必要性和對策
復習思考題
第2章 超精密加工技術
21 超精密加工技術概述
211 超精密加工的基本概念及加工方法
212 超精密加工的關鍵技術
213 超精密加工技術的發展歷史
22 超精密加工的主要加工方法
221 超精密切削加工
222 超精密磨削加工
223 超精密研磨、拋光
224 超精密特種加工
23 超精密加工的機床設備
231 精密主軸部件
232 導軌及進給驅動裝置
233 微量進給裝置
24 超精密加工的工具和被加工材料
241 加工工具
242 被加工材料
25 超精密加工的精度檢測與誤差預防及補償
251 加工精度檢測
252 加工誤差預防與補償
26 超精密加工的工作環境
27 超精密加工技術的應用
復習思考題
第3章 高速切削技術
31 高速切削技術概述
311 高速切削的基本概念
312 高速切削的特點與應用
313 高速切削技術的發展歷程
314 高速切削的關鍵技術
32 高速切削機床技術
321 高速主軸和軸承
322 高速進給系統
323 機床支撐部件
33 高速切削刀具技術
331 高速切削刀具材料
332 高速切削刀柄系統
333 刀具平衡
34 高速切削工藝技術
341 高速切削的加工方式
342 高速切削加工的刀具路徑
343 切削用量選擇
344 冷卻方式的選擇
35 高速切削的CNC系統
36 高速切削的CAD/CAM系統軟件
361 高速切削加工中的CAD
362 高速切削加工中的CAM
37 高速切削技術的應用
371 高速切削在航空航天工業中的應用
372 高速切削在模具工業中的應用
復習思考題
第4章 快速原型制造技術
41 快速原型制造技術概述
411 快速原型制造技術產生的背景
412 快速原型制造的技術原理
413 快速原型制造的特點
42 快速原型制造的主要工藝方法
421 光固化成形法
422 選擇性激光燒結法
423 熔融沉積制造法
424 分層實體制造法
425 三維立體印刷
426 無模鑄型制造
43 快速原型制造技術的應用
431 快速原型制造技術在新產品設計開發中的應用
432 快速原型制造技術在模具制造領域中的應用
433 快速原型制造技術在快速鑄造領域中的應用
44 快速原型制造技術的發展趨勢
復習思考題
第5章 虛擬制造技術
51 虛擬制造技術概述
511 虛擬制造產生的背景
512 虛擬制造的內涵和特點
513 虛擬制造的分類
52 虛擬制造系統的體系結構
521 虛擬制造的理論體系
522 虛擬產品設計
523 虛擬產品制造
53 虛擬制造關鍵技術概述
531 虛擬制造的技術體系
532 虛擬現實技術
533 虛擬產品建模技術
534 虛擬樣機技術
535 虛擬加工技術
536 虛擬裝配技術
54 虛擬制造技術的應用
541 虛擬制造技術的應用情況
542 虛擬制造技術在導彈發射裝置研制中的應用實例
復習思考題
第6章 微細加工與納米制造技術
61 微機械與微制造
611 微機械及其特征和類型
612 微制造及其特征
62 微細加工技術
621 硅基微細加工技術
622 微細光刻加工技術
623 LIGA技術
624 微細切削加工技術
625 微細特種加工技術
63 納米制造技術
631 納米制造技術概述
632 掃描探針顯微鏡加工技術
633 分子束外延技術
634 鍵合技術
635 納米制造技術的應用
復習思考題
第7章 柔性制造與智能制造技術
71 柔性制造系統
711 柔性制造系統概述
712 柔性制造系統的加工系統
713 柔性制造系統中的物流系統
714 柔性制造系統的控制與管理系統
715 柔性制造系統實例
72 智能制造系統
721 智能制造系統概述
722 智能制造系統的含義、特征和模式
723 智能制造的關鍵技術
724 智能制造的典型案例
復習思考題第8章 綠色制造
81 綠色制造的內涵
82 綠色產品
821 綠色產品的特點
822 綠色產品的種類
823 綠色標志
83 綠色設計
831 綠色設計的基本原則
832 綠色產品結構設計
84 綠色材料的選擇
841 綠色材料的定義和特征
842 綠色材料的選用原則
85 綠色機械制造
851 綠色機械制造的概念
852 綠色制造工藝方法
853 綠色干切削技術
86 綠色包裝
861 綠色包裝的含義
862 綠色包裝的發展歷程
863 綠色包裝的分級
864 綠色包裝方法
87 綠色再制造
871 綠色再制造工程的含義
872 發展綠色再制造的重要意義
873 綠色再制造工程的關鍵技術
874 綠色再制造工程的應用
復習思考題
第9章 先進制造模式
91 先進制造模式概述
911 制造模式及其發展歷程
912 先進制造模式簡介
92 精益生產
921 精益生產概述
922 精益生產的基本原則
923 精益生產的主要管理方式
924 精益生產的實施
925 精益生產的應用實例
93 計算機集成制造
931 計算機集成制造與計算機集成制造系統
932 計算機集成制造系統的組成
933 計算機集成制造的體系結構
934 計算機集成制造的應用
94 并行工程
941 并行工程產生的背景及定義
942 并行工程的運行模式
943 并行工程的特征
944 并行工程的主要研究內容與關鍵技術
945 并行工程在先進制造技術中的地位、作用及應用情況
95 敏捷制造
951 敏捷制造提出的背景
952 敏捷制造的內涵
953 敏捷制造的要素與關鍵技術
954 敏捷制造對制造業的影響
96 制造業信息化
961 制造業信息化的概念及其發展歷程
962 制造業信息化的主要內容與支撐技術
963 制造業企業信息化建設
復習思考題
主要參考文獻
制造技術是衡量一個國家或地區經濟發展水平和綜合實力的重要標志,制造技術的發展史也就是人類文明的發展史。縱觀歷史不難看出,人類歷史上每一次科學技術的重大進展,都直接推動了制造技術的迅猛發展,從而也促進了人類的文明與進步。而隨著人類的進步,人類需求也不斷變化,因而又促進了制造技術和制造業的不斷發展與進步。
先進制造技術是制造業為了適應現代生產環境及市場的動態變化,在傳統制造技術的基礎上不斷吸收機械、信息、電子、材料、能源及現代管理等方面的最新技術成果,并將這些技術優化、集成、綜合應用于產品的開發、設計、制造、檢測、管理及售后服務的全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、敏捷的制造,并取得理想的技術經濟效果和社會效益的前沿制造技術的總稱。
隨著中國經濟的快速發展,制造業已成為國民經濟的支柱產業。社會經濟和科學技術日新月異的發展,對制造業的精度、柔性和綜合效率提出了更高的要求,傳統的制造業已發生了根本性的變革,先進制造技術占據了重要地位,成為制造企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地并求得迅速發展的關鍵因素。
為了開闊專業視野,把握制造技術的發展趨勢,促進先進制造技術在我國的推廣應用,培養高素質技能型專門人才,許多高校的數控技術、機電一體化、機械制造與自動化、模具設計與制造等制造類相關專業都開設了“先進制造技術”這門課程。本書貫徹了高職高專教育“以技能型應用型人才培養為主,重在實踐”的原則,具有以下特點:
1取材合理、內容豐富,基本能反映近年來國內外先進制造技術的最新發展。
2理論聯系實際,注重工程應用,書中介紹了較多先進制造技術的應用實例,兼顧了制造技術的先進性和實用性。
3作為一門后續專業課,側重內容的前沿性、綜合性和交叉性,盡量避免與先導課程的重復。
4語言簡練、圖文并茂、直觀易懂,每章均附復習思考題,便于學生學習。
全書共9章:第1章主要講述制造、制造業和制造技術的概念與制造技術的發展歷史,先進制造技術的體系結構、分類、特點及其發展趨勢,我國發展先進制造技術的必要性和對策;第2章主要講述超精密加工的基本概念、關鍵技術及發展歷史,超精密加工的主要加工方法、機床設備、工具和被加工材料、精度檢測與誤差預防及補償、工作環境及應用;第3章主要講述高速切削技術的基本概念、特點、關鍵技術及發展歷程,高速切削的機床技術、刀具技術、工藝技術、CNC系統、CAD/CAM系統軟件,高速切削技術的應用;第4章主要講述快速原型制造的技術原理、特點、類型及其發展歷程,快速原型制造的主要工藝方法及應用;第5章主要講述虛擬制造的內涵、特點、分類及產生背景,虛擬制造系統的體系結構、關鍵技術,虛擬制造技術的應用;第6章主要講述微機械與微制造的基本概念、特征與主要類型,幾種常用的微細加工技術(硅基微細加工技術、微細光刻加工技術、LIGA技術、微細切削加工技術、微細特種加工技術)的技術原理、特點及應用,納米制造的機理、特征、技術方法及應用;第7章主要講述柔性制造系統的定義、組成、特征及發展歷程,柔性制造系統中的加工系統、物流系統、控制與管理系統及應用實例,智能制造的含義、特征、模式、關鍵技術和典型案例;第8章主要講述綠色制造的內涵、綠色產品、綠色設計、綠色材料的選擇、綠色機械制造、綠色包裝和綠色再制造;第9章主要講述制造模式和先進制造模式的概念及其發展歷程,幾種主要的先進制造模式(精益生產、計算機集成制造、并行工程、敏捷制造)及制造業信息化的概念、特征、主要內容、運行方式、關鍵技術及其應用實例。
本書是國家級數控技術專業教學團隊編寫的系列教材之一,由成都工業學院曹鳳擔任主編,陳應松擔任副主編。其中,第1~4、6、8、9章由曹鳳編寫,第5、7章由陳應松編寫。
全書由曹鳳負責統稿和定稿。本書由國家級教學名師邱士安教授擔任主審。
限于編者的水平和經驗,書中難免有不足之處,懇請廣大讀者批評指正。