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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 67

3.2.4分层实体制造 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 273

7.1概述 273

7.1.1制造模式的发展历程 273

7.1.2先进制造模式 276

7.2精益生产 277

7.2.1丰田公司的精益生产方式 277

7.2.2精益生产方式特征 281

7.2.3生产制造领域中的精益化 282

7.2.4精益生产方式中的产品开发 295

7.2.5精益生产方式中的质量管理 296

7.2.6精益生产方式中的准时采购 298

7.3敏捷制造 299

7.3.1敏捷制造内涵 300

7.3.2敏捷制造要素 301

7.3.3虚拟企业组建 303

7.3.4敏捷制造关键技术 305

7.4网络化制造 306

7.4.1网络化制造与网络化制造系统 307

7.4.2网络化制造涉及的技术 307

7.4.3网络化制造的实施方法 308

7.4.4网络化制造实例 309

7.5柔性制造 312

7.5.1柔性制造系统 312

7.5.2柔性制造 314

7.6计算机集成制造 314

7.6.1计算机集成制造概念 314

7.6.2计算机集成制造系统组成 316

7.6.3计算机集成制造的实施 317

7.7智能制造 318

7.7.1工业4.0 318

7.7.2智能制造 320

参考文献 323