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第1章 概论 1

1.1 精密制造的内涵、概念和现状 1

1.2 机械零件几何形状及其表面的精密制造 2

1.2.1 几何形状的精密制造 2

1.2.2 加工表面质量 4

1.2.3 国际制造工艺的研究现状 4

1.3 精密/超精密加工技术及其支撑环境 5

1.4 课程目标与内容安排 6

第2章 精密制造工艺基础 8

2.1 加工质量的概念 8

2.1.1 机械加工精度和表面质量的概念 8

2.1.2 加工精度的获得方法 10

2.1.3 表面质量对零件使用性能的影响 13

2.2 加工误差的规律及产生因素 14

2.2.1 加工误差的影响因素及分类 14

2.2.2 工艺系统的几何误差（加工前）——造成切削运动几何轨迹误差的因素 15

2.2.3 加工过程中物理因素引起的加工误差 22

2.2.4 加工后引起的加工误差 36

2.2.5 机械加工中的振动 39

2.2.6 数控编程对加工精度的影响 47

2.2.7 介观切削中尺度效应对加工精度的影响 49

2.3 工艺系统与加工过程误差的统计规律与控制 53

2.3.1 工艺系统及其误差分析 53

2.3.2 加工总误差的分析计算 53

2.3.3 加工误差统计方法 55

2.3.4 加工误差综合分析与控制方法——机床调整 66

2.4 精密加工的工艺设计 67

2.4.1 机械加工工艺规程 67

2.4.2 零件图和零件毛坯的确定 69

2.4.3 定位基准的选择 71

2.4.4 工艺路线的拟定 73

2.4.5 加工余量 76

2.4.6 尺寸链 78

2.4.7 三维工艺设计 84

第3章 加工成形的基本方法 96

3.1 加工方法的原理、工具和特点 96

3.1.1 机械加工工艺方法及原理 96

3.1.2 机械加工工艺及工具 100

3.1.3 机械加工工艺特点与加工方法选择 114

3.2 精密成形加工方法及模具设计 117

3.2.1 精密成形加工方法及原理 117

3.2.2 模具设计与制造 120

3.3 精密特种加工的原理、工具和特点 122

3.3.1 精密电火花加工和电解加工 122

3.3.2 激光、电子束和离子束等高能束流加工 128

3.3.3 超声加工和超声辅助加工 133

3.3.4 水射流加工和磨料喷射加工 136

3.4 精密/超精密加工的主要工艺 139

3.4.1 精密/超精密加工的概念、方法和特点 139

3.4.2 精密/超精密光整加工 140

3.4.3 微细/微纳米加工原理 147

3.5 3D打印原理及应用 149

3.5.1 3D打印原理及其特点 150

3.5.2 3D打印工艺 162

3.5.3 3D打印技术的应用 167

第4章 机械制造装备及设计 173

4.1 金属切削机床 173

4.1.1 机床分类 173

4.1.2 车床 174

4.1.3 磨床 176

4.1.4 铣床 180

4.1.5 数控机床结构 181

4.1.6 数控机床传动 184

4.2 机床典型部件设计 186

4.2.1 主轴部件设计 186

4.2.2 导轨设计 192

4.3 夹具设计 198

4.3.1 夹具的分类与组成 198

4.3.2 夹具定位机构设计 200

4.3.3 定位误差的分析与计算 203

4.3.4 夹具夹紧机构设计 205

4.3.5 专用夹具设计 207

4.3.6 零点快速定位夹具系统 208

4.4 金属增材制造装备设计 209

4.4.1 金属增材制造原理 209

4.4.2 铺粉式激光选区熔化装备 209

4.4.3 送丝式电弧增材制造装备 210

4.5 工业机器人 211

4.5.1 概述 211

4.5.2 工业机器人的分类 212

4.5.3 工业机器人的组成 213

第5章 数字化精密制造基础 215

5.1 面向制造的产品数字化建模技术 215

5.1.1 产品数字化建模 216

5.1.2 面向加工与装配的建模 218

5.2 制造过程中的有限元仿真 221

5.2.1 有限元方法的基本原理 222

5.2.2 有限元分析过程 222

5.2.3 制造过程中有限元方法的应用 230

5.3 计算机辅助数控编程 231

5.3.1 工件数字化造型与数控编程基础 231

5.3.2 自动编程语言编程技术 235

5.3.3 图形交互式自动编程技术 238

5.3.4 数控程序的检验与仿真 241

5.4 数字化装配技术 242

5.4.1 数字化装配技术的内涵 242

5.4.2 数字化装配技术的分类 243

5.4.3 数字化装配工艺仿真与优化 244

5.5 数字化车间的生产管理 251

5.5.1 数字化车间的基本内涵与构成 251

5.5.2 基于物联网的数字化车间软件系统规划 253

5.5.3 数字化车间的生产计划与控制 255

第6章 精密制造装备的运动控制基础 262

6.1 运动控制原理 262

6.2 插补 264

6.2.1 概述 264

6.2.2 逐点比较插补 265

6.2.3 数字积分插补 272

6.2.4 数据采样插补 276

6.2.5 插补前的数据预处理 279

6.3 位置控制系统 281

6.3.1 开环/闭环位置控制系统 281

6.3.2 稳定性及过渡过程指标分析 283

6.3.3 PID控制器原理 286

6.4 伺服驱动系统 287

6.4.1 步进电动机伺服系统 288

6.4.2 直流电动机伺服系统 290

6.4.3 交流电动机伺服系统 293

6.5 常用位置检测元件 295

6.5.1 旋转变压器 296

6.5.2 光电编码器 299

6.5.3 磁栅传感器 301

6.5.4 光栅传感器 302

6.6 测量与误差补偿 303

6.6.1 精密测量技术 304

6.6.2 误差补偿技术 309

参考文献 311