第1章 先进制造技术的发展及体系结构 1
1.1 知识经济条件下制造业的发展 1
1.1.1 制造系统的定义和内涵 1
1.1.2 知识经济条件下的制造业 1
1.2 制造业的变革及挑战 2
1.2.1 知识经济条件下以社会、市场、环境和资源为背景的制造业 3
1.2.2 知识经济条件下以社会、市场、环境和资源为背景的制造技术 3
1.2.3 21世纪对制造业的挑战 4
1.3 先进制造技术的提出及工业化国家制造业的发展战略 6
1.3.1 先进制造技术的提出 6
1.3.2 美国制造业领先地位的动摇以及新的竞争策略 6
1.3.3 日本制造业的茁壮兴起 8
1.3.4 西欧制造业寻找与美日抗衡的途径 8
1.3.5 先进制造技术在我国的进展 9
1.4 先进制造技术的内涵、技术构成及特点 10
1.4.1 先进制造技术的定义 10
1.4.2 先进制造技术的内涵及技术构成 11
1.4.3 先进制造技术的特点 12
1.5 先进制造技术的体系结构及分类 13
1.5.1 先进制造技术的体系结构 13
1.5.2 先进制造技术的分类 13
1.6 先进制造技术发展趋势 15
1.6.1 企业生产方式面临重大变革 15
1.6.2 绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征 15
1.6.3 设计技术不断现代化 16
1.6.4 成形制造技术向精密成形或净成形的方向发展 16
1.6.5 加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展 16
1.6.6 新型加工方法以及复合工艺不断发展 17
1.6.7 应用快速原型制造技术的快速制造技术得到快速发展和应用 17
1.6.8 虚拟技术将广泛应用 17
1.6.9 工艺模拟技术得到迅速发展 17
1.6.10 技术创新将成为21世纪企业竞争的焦点 18
1.7 先进制造技术的技术前沿 18
参考文献 21
第2章 现代设计技术 23
2.1 现代设计技术概述 23
2.1.1 概述 23
2.1.2 现代设计技术的发展趋势与未来 24
2.2 优良性能设计基础技术 29
2.2.1 可靠性设计(Reliability Design) 29
2.2.2 系统动态设计(Dynamic Design) 37
2.2.3 摩擦学设计(Tribology Design) 41
2.2.4 优化设计(Optimal Design) 46
2.3 竞争优势创建技术 51
2.3.1 创新设计技术 51
2.3.2 快速响应设计技术 55
2.3.3 智能设计技术 59
2.3.4 仿真与虚拟设计(Simulation and Virtual Design)技术 63
2.3.5 工业设计技术 66
2.4 全寿命周期设计技术 68
2.4.1 概述 68
2.4.2 全寿命周期设计技术 68
2.4.3 并行设计技术 70
2.4.4 面向制造的设计技术 74
2.5 绿色产品设计技术 77
2.5.1 绿色产品的定义及内涵 78
2.5.2 可持续发展的概念及内涵 78
2.5.3 绿色产品设计的主要内容及评价标准 79
2.5.4 绿色产品设计特点 80
2.5.5 绿色产品设计的关键技术 82
2.6 现代设计技术特点 87
参考文献 88
第3章 先进制造工艺技术 90
3.1 先进制造工艺技术概述 90
3.1.1 先进制造工艺技术的定义、内涵及技术地位 90
3.1.2 先进制造工艺技术发展现状 91
3.1.3 先进制造工艺技术发展趋势 94
3.2 精密洁净铸造工艺 95
3.2.1 近代化学硬化砂铸造工艺 95
3.2.2 高效金属型铸造工艺及设备 98
3.2.3 消失模(气化模)铸造技术 103
3.3 精确高效金属塑性成形工艺 106
3.3.1 概述 106
3.3.2 超塑和等温成形工艺 106
3.3.3 辊锻和楔横轧技术 112
3.3.4 粉末成形工艺 116
3.4 优质高效焊接及切割技术 119
3.4.1 精密焊接 119
3.4.2 特殊环境下焊接成形技术 123
3.4.3 现代切割技术 124
3.4.4 焊接机器人 129
3.5 优质低耗洁净热处理技术 130
3.5.1 真空热处理 131
3.5.2 离子热处理 133
3.5.3 激光表面合金化 135
3.5.4 热处理工艺专家系统与性能预报 136
3.6 优质清洁表面工程技术 138
3.6.1 表面改性技术 139
3.6.2 表面覆层技术 147
3.6.3 复合表面技术 152
3.7 超高速加工技术 155
3.7.1 概述 155
3.7.2 超高速切削、磨削机理 159
3.7.3 超高速主轴单元制造技术 161
3.7.4 超高速加工进给单元制造技术 162
3.7.5 超高速加工用刀具、磨具 163
3.7.6 超高速加工机床支承及辅助单元制造技术 164
3.7.7 超高速加工测试技术 165
3.8 超精密加工技术 166
3.8.1 概述 166
3.8.2 超精密切削加工 170
3.8.3 超精密磨削和磨料加工 171
3.8.4 超精密特种加工 175
3.8.5 超精密加工装备 176
3.9 微型机械加工技术 177
3.9.1 概述 177
3.9.2 微型机械加工技术的关键技术 180
3.9.3 微型机械的微细加工工艺 181
3.9.4 微型机械加工技术的相关技术 186
3.10 非传统加工技术 189
3.10.1 概述 189
3.10.2 电火花加工 195
3.10.3 高能束加工 197
3.10.4 复合加工 201
3.10.5 虚拟轴机床及其相关技术 203
3.11 快速原型制造技术 208
3.11.1 快速原型制造技术内涵、范围及技术地位 208
3.11.2 快速原型制造技术的国内外技术进展 211
3.11.3 基于RPM快速制造模具技术 215
3.11.4 快速制造金属原型零件 216
3.12 虚拟成形与加工技术 219
3.12.1 概述 219
3.12.2 板料冲压过程的计算机仿真技术 220
3.12.3 材料热加工虚拟制造成形 223
3.12.4 机械加工的虚拟技术 226
3.12.5 机械产品的虚拟装配技术 227
参考文献 228
第4章 制造自动化技术 231
4.1 制造自动化技术概述 231
4.1.1 制造自动化技术的定义、内涵及技术地位 231
4.1.2 制造自动化技术的发展历程及现状 232
4.1.3 制造自动化技术的发展趋势 237
4.1.4 制造自动化技术的关键技术 238
4.2 数控技术 242
4.2.1 数控技术概况 242
4.2.2 数控技术的发展 245
4.2.3 计算机数字控制(CNC)系统 249
4.2.4 数控加工编程技术 255
4.2.5 非圆截面零件数控车削技术 258
4.3 工业机器人 259
4.3.1 工业机器人定义、组成、分类、运动轴系、自由度和技术地位 259
4.3.2 机器人技术的发展 263
4.3.3 工业机器人驱动与控制系统 267
4.3.4 机器人软件 273
4.3.5 机器人智能技术 275
4.3.6 工业机器人的应用 277
4.4 柔性制造技术和智能制造技术 279
4.4.1 柔性制造技术概述 279
4.4.2 智能制造技术概述 281
4.4.3 柔性制造系统的组成和工作原理 283
4.4.4 柔性制造系统(FMS)的控制 286
4.4.5 分布式网络化IMS原型系统 289
4.5 自动化制造系统中的检测与监控技术 291
4.5.1 概述 291
4.5.2 传感技术 292
4.5.3 检测与监控技术基础 294
4.5.4 自动化制造系统中主要信号检测方法 295
4.5.5 自动化制造系统中监控技术 298
4.5.6 基于神经网络的机械加工信息融合 300
4.5.7 基于计算机网络的远程加工工况信息集成技术 303
参考文献 305
第5章 先进制造生产模式 306
5.1 制造业生产模式的演变及产生背景 306
5.1.1 制造业生产模式的演变 306
5.1.2 制造业生产模式产生的背景 308
5.2 先进制造生产模式创立基点及战略目标 308
5.2.1 先进制造生产模式的创立基点 308
5.2.2 制造系统的工程属性和经济属性 309
5.2.3 运营目标对制造系统的功能要求 310
5.2.4 先进生产模式的战略目标 310
5.3 先进制造生产模式的管理 311
5.3.1 组织创新 311
5.3.2 集成经营 314
5.3.3 新的质量保证体系 314
5.3.4 重组工程 315
5.3.5 以人为本 315
5.3.6 人机分工，人机匹配 316
5.3.7 用分工协作代替全能 316
5.3.8 用并行或交叉作业代替串行作业 317
5.4 先进制造生产模式 317
5.4.1 敏捷制造AM(Agile Manufacturing) 317
5.4.2 精益生产LP(Lean Production) 321
5.4.3 并行工程CE(Concurrent Engineering) 323
5.4.4 智能制造系统IMS(Intelligent Manufacturing System) 328
5.4.5 全能制造系统HMS(Holoson Manufacturing System) 331
5.4.6 绿色制造GM(Green Manufacturing) 332
5.5 管理综合自动化技术 337
5.5.1 计算机集成制造系统CIMS(Computer Intergrated Manufacturing System) 338
5.5.2 企业资源计划ERP(Enterprise Resource Planning)以及智能资源计划IRP(Intelligent Resource Planning) 342
5.5.3 虚拟制造VM(Virtual Manufacturing) 345
5.5.4 分散化网络制造系统DNPS(Dispersed Networked Production System) 348
参考文献 351