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第1章 现代制造技术概论 1

1.1 制造技术发展历程 1

1.2 现代制造技术背景与内涵 2

1.3 现代制造技术体系结构 3

第2章 高速切削技术 5

2.1 概述 5

2.1.1 高速切削技术发展历程 5

2.1.2 高速切削速度范围 7

2.1.3 高速切削优越性 8

2.1.4 高速切削关键技术 9

2.2 高速切削基础理论 10

2.2.1 切屑形成 10

2.2.2 切削热和切削温度 12

2.2.3 切削力 13

2.2.4 刀具磨损和破损 14

2.2.5 高速切削表面质量 16

2.3 高速切削机床 16

2.3.1 高速加工对机床的要求 17

2.3.2 高速主轴系统 18

2.3.3 高速进给系统 22

2.3.4 高速机床支撑部件 28

2.3.5 高速数控系统 30

2.3.6 高速加工中心 31

2.4 高速加工工具系统 34

2.4.1 高速加工工具系统应满足的要求 34

2.4.2 常规工具系统 35

2.4.3 高速工具系统 37

2.5 高速切削刀具技术 41

2.5.1 高速切削刀具材料 42

2.5.2 高速切削刀具结构 47

2.5.3 高速切削参数 48

2.6 高速切削监控技术 48

2.6.1 刀具状态检测 48

2.6.2 机床位置检测 49

2.6.3 工件状态检测 50

2.6.4 机床工况监控 50

2.7 高速切削技术在航空制造中的应用 51

2.7.1 航空结构件特点 51

2.7.2 航空结构件高速切削刀具 52

2.7.3 航空结构件高速切削参数与切削方式 52

2.7.4 航空结构件切削走刀策略与装夹方式 53

第3章 快速成形技术 55

3.1 概述 55

3.1.1 零件成形方法分类 55

3.1.2 快速成形技术过程 55

3.1.3 快速成形技术特点 56

3.2 快速成形工艺 57

3.2.1 立体光刻成形 57

3.2.2 选区激光烧结 62

3.2.3 熔融沉积制造工艺 67

3.2.4 分层实体制造工艺 69

3.2.5 其他快速成形制造工艺 72

3.3 快速成形技术中的数据处理 74

3.3.1 快速成形技术中的数据来源 74

3.3.2 STL数据格式 76

3.3.3 三维模型分层处理 80

3.3.4 数据处理中的其他问题 83

3.4 快速成形技术中的后处理 88

3.4.1 剥离 89

3.4.2 修补、打磨和抛光 89

3.4.3 表面涂覆 89

3.5 快速成形精度分析 90

3.5.1 工艺和设备对成形精度的影响 90

3.5.2 数据处理过程对成形精度的影响 91

3.5.3 成形过程对精度的影响 94

3.5.4 后处理过程对成形精度的影响 94

3.6 快速成形技术应用 95

3.6.1 新产品研制 95

3.6.2 快速模具制造 97

3.7 快速成形技术的进展 105

3.7.1 功能梯度材料的快速成形 106

3.7.2 金属直接成形技术 107

第4章 特种加工技术 108

4.1 概述 108

4.1.1 特种加工方法特点与分类 108

4.1.2 特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响 110

4.2 电火花加工技术 111

4.2.1 电火花加工原理 111

4.2.2 电火花加工过程 112

4.2.3 电火花加工特点与分类 115

4.2.4 电火花加工基本规律 116

4.2.5 脉冲电源 120

4.3 电化学加工 122

4.3.1 电化学加工原理 122

4.3.2 电化学加工特点与分类 126

4.3.3 电解加工 126

4.3.4 电铸加工 132

4.4 激光加工技术 139

4.4.1 激光及激光加工原理 139

4.4.2 激光加工设备 142

4.4.3 激光器 143

4.4.4 激光加工应用 144

4.5 电子束加工 148

4.5.1 电子束加工原理 148

4.5.2 电子束加工设备 150

4.5.3 电子束加工工艺 151

4.6 离子束加工 154

4.6.1 离子束加工原理 155

4.6.2 离子束加工装置 156

4.6.3 离子束加工方法 156

4.7 超声波加工 159

4.7.1 超声波加工的原理和特点 160

4.7.2 超声波加工设备 161

4.7.3 超声波加工速度、加工精度、表面质量及其影响因素 164

4.7.4 超声波加工应用 166

第5章 微细加工技术 169

5.1 微机械与微细加工概述 169

5.1.1 微机械 169

5.1.2 微细加工技术 170

5.2 硅微细加工技术 172

5.2.1 硅的体微加工 173

5.2.2 硅的面微加工 178

5.3 光刻 179

5.3.1 掩膜制作 179

5.3.2 光刻过程 180

5.4 LIGA技术与准LIGA技术 181

5.4.1 LIGA技术 181

5.4.2 准LIGA技术 185

5.4.3 用LIGA进行微三维结构的加工 186

5.4.4 LIGA技术与准LIGA技术的应用 187

5.5 微细电火花加工 188

5.5.1 微细电火花加工的特点与实现条件 189

5.5.2 微细电火花加工关键技术 190

5.5.3 基于LIGA技术的微细电火花加工 196

5.5.4 微细电火花线切割加工 196

5.6 微细切削加工技术 197

5.6.1 微切削加工机理 197

5.6.2 微细车削 198

5.6.3 微细铣削 202

5.7 薄膜气相沉积技术 203

5.7.1 物理气相沉积 203

5.7.2 化学气相沉积 206

5.7.3 薄膜在机械工程中的应用 208

5.8 纳米加工技术 208

5.8.1 纳米技术 208

5.8.2 纳米加工机理与关键技术 209

5.8.3 纳米级加工精度 210

5.8.4 基于扫描探针显微镜的纳米加工 211

第6章 绿色制造 216

6.1 概述 216

6.1.1 绿色制造背景 216

6.1.2 绿色制造内涵 219

6.2 绿色产品 220

6.2.1 绿色产品特点 220

6.2.2 绿色标志 221

6.2.3 绿色产品评价 223

6.3 绿色设计概述 224

6.3.1 绿色设计概念 225

6.3.2 绿色设计原则与内容 225

6.4 产品总体绿色设计 227

6.4.1 产品概念创新 227

6.4.2 产品结构优化 227

6.4.3 产品生产过程优化 228

6.4.4 优化产品销售网络 228

6.4.5 减少产品使用阶段的潜在环境影响 229

6.4.6 产品的回收处理 229

6.5 材料的绿色选择 230

6.5.1 产品材料对环境的影响 230

6.5.2 绿色材料 230

6.5.3 材料绿色选择 233

6.6 可拆卸性设计与可回收性设计 236

6.6.1 产品拆卸与回收的方法与原则 236

6.6.2 可拆卸性设计 238

6.6.3 可回收性设计 240

6.6.4 产品生命周期中的回收 241

6.7 绿色包装 241

6.7.1 绿色包装含义 242

6.7.2 绿色包装方法 242

6.7.3 绿色包装设计实例 245

6.8 绿色机械制造 246

6.8.1 概述 246

6.8.2 绿色干切削技术 247

6.8.3 低温强风冷却切削 256

6.8.4 绿色热处理技术 257

6.8.5 绿色铸造技术 261

6.9 绿色再制造 262

6.9.1 绿色再制造工程的含义 262

6.9.2 绿色再制造工程的实施基础 265

6.9.3 绿色再制造工程的分类、组成与关键技术 266

6.9.4 表面工程技术 268

6.9.5 汽车再制造工程 270

第7章 制造模式 274

7.1 概述 274

7.1.1 制造模式的发展历程 274

7.1.2 先进制造模式 277

7.2 精益生产 278

7.2.1 丰田公司的精益生产方式 278

7.2.2 精益生产方式特征 282

7.2.3 生产制造领域中的精益化 283

7.2.4 精益生产方式中的产品开发 296

7.2.5 精益生产方式中的质量管理 297

7.2.6 精益生产方式中的准时采购 299

7.3 敏捷制造 300

7.3.1 敏捷制造内涵 301

7.3.2 敏捷制造要素 302

7.3.3 虚拟企业组建 304

7.3.4 敏捷制造关键技术 306

7.4 网络化制造 307

7.4.1 网络化制造与网络化制造系统 308

7.4.2 网络化制造涉及的技术 308

7.4.3 网络化制造的实施方法 309

7.4.4 网络化制造实例 310

7.5 柔性制造 313

7.5.1 柔性制造系统 313

7.5.2 柔性制造 315

7.6 计算机集成制造 315

7.6.1 计算机集成制造概念 315

7.6.2 计算机集成制造系统组成 317

7.6.3 计算机集成制造的实施 318

7.7 制造业信息化 319

7.7.1 制造业信息化的应用阶段 319

7.7.2 制造业信息化工程实施 320

7.7.3 我国实施制造业信息化的概况 324

参考文献 327