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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 仪器的基本概念 1

1.1.2 仪器及系统的地位与作用 4

1.2 仪器的基本构成及其理论基础 5

1.2.1 仪器的基本构成 5

1.2.2 仪器的功能特点 6

1.2.3 仪器理论的基本内容 7

1.2.4 仪器设计与制造工艺的关系 9

1.3 仪器的发展状况与前景 11

1.3.1 发展科学仪器是国家的战略措施 11

1.3.2 仪器的发展状况 11

1.3.3 虚拟仪器 14

1.3.4 我国仪器的现状 18

1.3.5 仪器的发展方向 20

1.3.6 仪器制造的关键技术 20

思考与练习 21

第2章 仪器常用材料及相关元件 22

2.1 概述 23

2.1.1 仪器选材在制造工艺中的地位 23

2.1.2 仪器常用材料的分类 23

2.2 仪器功能性零件用材 23

2.2.1 电功能材料 23

2.2.2 磁功能材料 28

2.2.3 热功能材料 31

2.2.4 光功能材料 34

2.2.5 隐形材料及智能材料 37

2.2.6 纳米材料 38

2.3 仪器结构性零件用材 41

2.3.1 金属材料 41

2.3.2 高分子材料 57

2.3.3 无机非金属材料 61

2.3.4 复合材料 65

2.4 电子元器件、印制电路板及电装工艺用材 67

2.4.1 电子元器件引脚材料 67

2.4.2 印制电路板材料 69

2.5 仪器材料的选用 71

2.5.1 仪器设计与选材的关系 71

2.5.2 选材的一般原则 71

2.5.3 选材的典型实例分析 72

思考与练习 74

第3章 仪器制造工艺过程基本概念及规划原则 75

3.1 工艺过程及设计基本概念 76

3.1.1 工艺过程控制要素和基本内容 76

3.1.2 工艺控制项目和方法 77

3.2 电子制造工艺规程设计 78

3.2.1 电子产品制造工艺规程 78

3.2.2 电子产品制造工艺程序 80

3.3 机械加工工艺规程设计 82

3.3.1 基本概念 82

3.3.2 机械加工工艺规程 84

3.3.3 工艺路线的确定 86

3.3.4 加工余量、工序尺寸及公差的确定 90

3.3.5 工艺尺寸链 93

3.3.6 时间定额与技术经济分析 97

3.4 夹具设计 99

3.4.1 夹具的组成 99

3.4.2 定位原理与自由度分析 100

3.4.3 定位方法与定位元件 102

3.4.4 定位误差的分析与计算 106

3.4.5 工件的夹紧 111

思考与练习 116

第4章 仪器零件的成形工艺基础 118

4.1 电子组装技术 118

4.1.1 SMT和THT 118

4.1.2 电子组装中的焊接技术 120

4.1.3 电子组装中的检测 121

4.1.4 电子组装中的清洗与返修 122

4.2 光学零件加工 123

4.2.1 光学零件的基本加工工艺 125

4.2.2 光学零件的现代制造技术 127

4.2.3 光学零件的镀膜工艺 131

4.3 塑料零件的加工 135

4.3.1 塑料零件的成形 135

4.3.2 塑料零件的加工 137

4.3.3 塑料零件的结构工艺性 138

4.4 陶瓷零件加工 141

4.4.1 陶瓷零件的成形技术 141

4.4.2 陶瓷零件的加工技术 143

4.5 金属零件成形 144

4.5.1 金属零件的液态成形 144

4.5.2 金属材料的塑性成形 147

4.6 连接工艺 155

4.6.1 焊接工艺 155

4.6.2 胶接工艺 158

4.6.3 机械连接 160

4.7 刻划工艺 161

4.7.1 机械刻划 161

4.7.2 机械-物理法刻划与机械-化学法刻划 162

4.7.3 照相复制法刻划 163

4.7.4 激光刻划 164

4.8 表面技术 164

4.8.1 电镀与化学镀 165

4.8.2 金属表面转化膜技术 166

4.8.3 涂覆技术 168

4.8.4 真空镀膜技术 172

思考与练习 174

第5章 加工精度分析与制造质量控制 176

5.1 仪器精度的基本概念 176

5.1.1 仪器精度 176

5.1.2 仪器参数与特性 177

5.1.3 影响仪器精度的主要因素 178

5.2 加工精度的基本概念 182

5.2.1 加工精度 182

5.2.2 获得规定加工精度的方法 182

5.2.3 影响加工精度的工艺因素 184

5.3 加工误差的性质与统计分析 197

5.3.1 加工误差的性质 197

5.3.2 加工误差的统计分析 197

5.4 在线质量监控及预报 204

5.5 机械加工表面质量 205

5.5.1 机械加工表面质量的意义 206

5.5.2 表面质量对仪器使用性能的影响 206

5.5.3 影响表面质量的工艺因素 207

5.5.4 机械加工过程中的振动 209

思考与练习 212

第6章 精密与特种加工技术 213

6.1 精密与特种加工方法及其分类 213

6.2 常用精密加工技术 214

6.2.1 精密切削加工 214

6.2.2 精密磨削加工 217

6.3 特种加工技术 224

6.3.1 电火花加工 224

6.3.2 电化学加工 234

6.3.3 激光加工 241

6.3.4 超声波加工 244

6.3.5 电子束和离子束加工 248

6.4 其他特种加工技术 251

6.4.1 水射流加工 251

6.4.2 磨料流加工 252

6.4.3 等离子体加工 253

思考与练习 254

第7章 制造自动化技术 255

7.1 概述 255

7.1.1 制造自动化技术的定义、内涵及技术地位 255

7.1.2 制造自动化技术的发展 256

7.1.3 制造自动化技术的关键技术 257

7.2 数控加工技术 259

7.2.1 数控机床的组成、分类和特点 260

7.2.2 数控加工技术的发展趋势 261

7.3 柔性制造系统 262

7.3.1 FMS的组成 262

7.3.2 FMS的特点 264

7.3.3 FMS的应用和发展前景 264

7.4 计算机集成制造系统 265

7.4.1 CIMS的组成 266

7.4.2 CIMS的生产管理模式 268

7.4.3 CIMS的现状和发展 269

7.5 自动化装配技术 269

7.5.1 装配机的结构形式 269

7.5.2 装配设备 271

7.6 工业机器人 276

7.6.1 概述 276

7.6.2 工业机器人的运动轴系和自由度 279

7.6.3 工业机器人在现代制造中应用 280

7.6.4 工业机器人技术的发展 283

7.7 快速原型制造技术 284

7.7.1 概述 284

7.7.2 快速原型制造工艺 286

7.7.3 快速原型制造技术的应用 288

7.7.4 快速原型制造技术的发展趋势 290

思考与练习 292

第8章 微机电系统制造技术 294

8.1 概述 294

8.2 MEMS的研究开发内容 296

8.3 微细加工技术 298

8.3.1 光刻技术 299

8.3.2 薄膜淀积 301

8.3.3 牺牲层技术 303

8.3.4 外延技术 304

8.3.5 高能束刻蚀技术 304

8.3.6 典型MEMS的微细加工技术 305

8.3.7 MEMS装配与集成 308

思考与练习 309

第9章 仪器装配与调整 311

9.1 仪器零部件的电装配工艺 311

9.1.1 电装配工艺设备 311

9.1.2 部装和总装 311

9.1.3 环境条件对装配的影响 315

9.2 仪器零部件的机械装配工艺 316

9.2.1 概述 316

9.2.2 装配工艺规程的制定 317

9.2.3 仪器结构装配工艺性 318

9.2.4 装配尺寸链 320

9.2.5 保证装配精度的装配方法 321

9.2.6 仪器装配自动化 327

思考与练习 330

参考文献 332