绪论篇 1
第1章 机械与机械工程 1
1.1 机械工程概论的基本内容 1
1.2 机械工程与国民经济 2
1.3 “机械工程概论”课程的学习目的与方法 3
第2章 机械工程简史及发展概况 5
2.1 概述 5
2.2 中国机械发展史简介 6
2.3 世界机械发展史简介 10
2.4 机械工程展望 11
2.4.1 现代机械文明存在的问题 12
2.4.2 机械工程展望 13
2.5 举例：第一次世界大战中的机械工程 14
基础篇 16
第3章 工程力学 16
3.1 工程力学的主要内容 16
3.1.1 工程力学的基本概念 16
3.1.2 静力学公理 17
3.1.3 约束与约束反力 18
3.1.4 分离体与受力图 20
3.2 材料力学基础知识 21
3.2.1 材料力学的研究对象 21
3.2.2 外力与内力 26
3.2.3 应力和应变 27
3.3 材料力学在工程中的应用 30
3.4 举例：汽车传动轴为什么是空心的？ 31
思考与练习 32
第4章 工程材料学 34
4.1 工程材料的分类 34
4.2 工程材料的性能 35
4.2.1 材料的力学性能 35
4.2.2 材料的物理性能 41
4.2.3 材料的化学性能 42
4.2.4 材料的工艺性能 42
4.2.5 含碳量对铁碳合金性能的影响 43
4.3 金属材料的相结构 43
4.3.1 金属晶体的实际结构 43
4.3.2 金属的结晶过程 46
4.3.3 合金及其相结构 49
4.3.4 铁碳合金及其相结构 51
4.4 常见的金属材料 51
4.4.1 碳素钢 51
4.4.2 合金钢 56
4.4.3 铸铁 59
4.4.4 有色金属及其合金 61
4.5 常见的非金属材料 66
4.5.1 高分子材料 66
4.5.2 工业陶瓷 68
4.5.3 复合材料 70
4.6 金属材料的改性处理 71
4.6.1 金属材料改性的一般途径 71
4.6.2 钢的整体热处理 71
4.6.3 钢的表面强化处理 73
4.7 非金属材料的成型 75
4.7.1 工程塑料成型 75
4.7.2 橡胶的成型 76
4.7.3 陶瓷的成型 76
4.7.4 复合材料的成型 77
4.8 航天材料的发展 78
思考与练习 79
第5章 互换性技术 80
5.1 互换性技术及标准化 80
5.1.1 互换性的含义 80
5.1.2 标准化以及标准化的引入 80
5.2 公差与配合 81
5.2.1 公差 82
5.2.2 配合 82
5.2.3 配合公差 83
5.2.4 公差与配合的选用 84
5.3 形位公差 85
5.3.1 形位公差的类型 85
5.3.2 形位公差的基本概念 89
5.3.3 形位公差项目的选择 90
5.3.4 形位公差基准的选择 91
5.3.5 形位公差等级（或公差值）的选择 91
5.4 举例：秦代兵器制造的互换性 95
思考与练习 95
第6章 机器及其组成原理 97
6.1 机器的组成 97
6.2 机构的运动简图 98
6.2.1 零件与构件 99
6.2.2 运动副 99
6.2.3 运动链 99
6.2.4 平面机构运动简图的绘制 99
6.2.5 平面机构的自由度 100
6.3 机构的基本类型及其组合 101
6.3.1 机构的基本型 101
6.3.2 机构的组合 103
6.4 机构在机器中的应用 105
6.5 举例：机器人技术 108
6.5.1 机器人简介 108
6.5.2 工业机器人 108
思考与练习 111
第7章 常见的机械零件 112
7.1 螺纹 112
7.1.1 螺纹的特点和应用 112
7.1.2 螺纹联接的类型 113
7.2 轴系零件 113
7.2.1 轴 113
7.2.2 轴承 114
7.2.3 联轴器 117
7.3 齿轮 118
7.3.1 齿轮机构的类型及特点 118
7.3.2 齿轮传动的失效分析 119
7.4 液压与气动 121
7.4.1 液压与气动的基本概念及应用 121
7.4.2 液压与气动的主要优缺点 122
7.4.3 液压与气动的工作原理 123
7.5 举例：火控系统中的伺服机构 124
思考与练习 125
第8章 常规机械设计 126
8.1 机械设计的主要内容 126
8.1.1 机械设计的概念 126
8.1.2 机械设计分类 126
8.1.3 常规机械设计方法 126
8.2 机械设计的过程 127
8.2.1 机械设计的主要程序 127
8.2.2 机械设计阶段 127
8.2.3 机械设计步骤 131
8.3 机械设计准则 133
8.4 机械设计技术展望 133
8.5 举例：机械设计手册的作用 134
思考与练习 135
第9章 现代设计方法及其应用 136
9.1 现代设计方法的内涵 136
9.1.1 现代设计方法学的研究内容 136
9.1.2 典型的现代设计方法 137
9.1.3 现代设计方法的意义与任务 141
9.2 CAD技术及应用 141
9.2.1 CAD技术简介 141
9.2.2 CAD技术的应用 146
9.3 创新设计 147
9.3.1 机械创新设计的实质 147
9.3.2 创新设计的原则 147
9.3.3 创新设计过程中的创新思维方法 149
9.3.4 创新方法简介 149
9.4 虚拟技术 150
9.4.1 虚拟技术的基本概念 150
9.4.2 虚拟设计系统的构成 151
9.4.3 虚拟设计的特点 152
9.4.4 虚拟设计的关键技术 154
9.4.5 虚拟技术的发展趋势 154
9.5 优化设计 154
9.5.1 优化设计的基本概念 154
9.5.2 优化设计的数学模型 155
9.5.3 数学模型的一般形式 156
9.5.4 优化设计数学模型实例 157
9.6 绿色设计 158
9.6.1 绿色设计的背景及概念 158
9.6.2 绿的产品和绿色设计 158
9.6.3 绿色设计的主要内容及关键技术 159
9.6.4 绿色设计的发展趋势 161
9.7 举例：虚拟工厂技术 161
思考与练习 167
制造篇 168
第10章 机械制造技术 168
10.1 机械制造的概念及其组织过程 168
10.2 铸造技术及其应用 169
10.2.1 合金的铸造性能 169
10.2.2 铸造工艺和方法 171
10.2.3 铸件的结构工艺性 175
10.3 压力加工及其应用 178
10.3.1 压力加工的原理 179
10.3.2 常见的压力加工方法 181
10.3.3 锻件的结构工艺性 182
10.4 焊接加工及其应用 183
10.4.1 焊接的基本原理和常用的焊接方法 184
10.4.2 熔焊的工艺基础 184
10.4.3 金属材料的焊接性和常用金属材料的焊接 188
10.4.4 焊接结构的特点及结构工艺性 189
10.5 常规机械加工方法及其应用 193
10.5.1 切削加工 193
10.5.2 磨削加工 195
10.6 特种制造技术及其应用 196
10.7 举例：齿轮的加工方法 197
思考与练习 198
第11章 电子制造技术 199
11.1 电子制造技术的概念 199
11.1.1 制造与电子制造 199
11.1.2 电子制造技术概念汇总 199
11.1.3 电子制造技术回顾 200
11.2 集成电路制造技术 200
11.2.1 何为集成电路工艺 200
11.2.2 集成电路制造技术发展历程 201
11.2.3 集成电路制造技术特点 202
11.3 印制电路板的制造 203
11.3.1 印制电路板的概念 203
11.3.2 印制电路板制造过程的基本环节 204
11.3.3 柔性印制电路板 204
11.3.4 多层印制电路板 205
11.4 印制电路板装配 206
11.4.1 印制电路板的安装和装配 206
11.4.2 印制电路板组装工艺的基本要求 207
11.4.3 印制电路板装配工艺 207
11.5 举例：CPU引脚制造 209
思考与练习 211
第12章 先进制造技术 212
12.1 先进制造技术的内涵 212
12.1.1 先进制造技术的内涵和特点 212
12.1.2 先进制造技术的体系结构及其分类 213
12.2 数控加工技术 214
12.2.1 数控加工、数控编程的工作过程 214
12.2.2 数控编程的方法及CAD/CAM系统自动编程 215
12.2.3 数控机床的特点及相关应用 216
12.3 CAPP技术 217
12.3.1 CAPP的作用和构成 217
12.3.2 CAPP的基础技术和发展 218
12.4 成组技术 220
12.4.1 成组技术的基本概念和基本原理 220
12.4.2 零件分类编码系统 222
12.4.3 零件的分类组成 222
12.4.4 成组技术的应用 224
12.5 快速成型技术 225
12.5.1 快速成型技术简介 225
12.5.2 RP工艺方法简介 225
12.5.3 快速成型技术的应用与发展 227
12.6 柔性制造系统 227
12.6.1 柔性制造系统的发展历程及特点 227
12.6.2 柔性制造系统含义及其组成、分类 229
12.6.3 柔性制造系统的应用与发展趋势 230
12.7 3C集成技术在生产中的应用 231
思考与练习 231
管理篇 232
第13章 生产管理模式 232
13.1 生产过程概述 232
13.1.1 生产过程的概念 232
13.1.2 工艺过程的组成 232
13.1.3 合理组织生产过程的基本要求 232
13.2 制造业生产模式的发展 233
13.3 生产模式的核心问题 234
13.3.1 生产纲领与生产类型 234
13.3.2 机械加工工艺规程制定 236
13.4 航空工业中的生产管理模式 237
思考与练习 238
第14章 先进生产管理模式 239
14.1 先进生产管理模式的内涵 239
14.1.1 生产管理模式的发展 239
14.1.2 先进生产管理模式的内涵 240
14.1.3 先进生产管理模式的核心问题 241
14.2 MRP/MRPII/ERP 244
14.2.1 物料需求计划 244
14.2.2 制造资源计划 246
14.2.3 企业资源计划 248
14.3 并行工程 249
14.3.1 并行工程产生的背景 249
14.3.2 并行工程的内涵 250
14.3.3 并行工程的特点 250
14.3.4 并行工程的优点 252
14.3.5 实施并行工程效益的体现 253
14.4 敏捷制造 253
14.4.1 敏捷制造产生的背景 253
14.4.2 敏捷制造的内涵及概念 254
14.4.3 敏捷制造的组成 255
14.4.4 敏捷制造的关键要素 257
14.4.5 敏捷制造系统的战略体系及特性 259
14.4.6 实施敏捷制造的技术 259
14.5 精益生产 260
14.5.1 精益生产产生的背景 260
14.5.2 精益生产的内涵和特征 261
14.6 产品数据管理 263
14.6.1 PDM技术简介 263
14.6.2 支持PDM系统的主要技术 264
14.6.3 PDM系统的基本功能 265
14.6.4 PDM的发展趋势 267
14.7 举例：丰田制造模式分析 268
14.7.1 丰田生产制造方式 268
14.7.2 丰田制造模式与精益生产 270
思考与练习 271
参考文献 272