先进制造技术导论(第2版)

本书全面系统地论述了优选制造理念和各种优选制造技术。全书从优选设计技术、优选加工技术、优选成型技术、优选制造中的自动检测与监控技术、数字制造装备、优选制造管理技术、智能制造技术以及优选制造技术新概念等方面论述了各自的特点、技术内涵及其应用，体现了优选制造技术的发展方向。 本书可以作为机械工程及自动化、机械电子工程、材料成型与控制、工业工程等专业本科高年级学生及研究生的教材，也可以供工程技术人员学习参考。

第1章 绪论 1
1.1 优选制造技术的定义及其主要特点 1
1.2 优选制造技术的构成及分类 2
1.2.1 优选制造技术的构成 2
1.2.2 优选制造技术的分类 4
1.3 优选制造技术的发展过程 4
1.4 我国优选制造技术发展战略与路径 5
1.4.1 我国优选制造技术发展的重点任务 5
1.4.2《中国制造2025》发展的技术路线图 6
1.4.3 实施路线图的相关政策保障 10
思考题 11
第2章 优选设计技术 12
2.1 概述 12
2.2 数字化设计 14
2.2.1 数字化设计的软硬件 15
2.2.2 数字化产品模型 19
2.2.3 数字样机仿真技术 27
2.3 创新设计 29
2.3.1 创新设计概述 29
2.3.2 创新思维模式 30
2.3.3 常用的创新技法 31
2.4 优化设计 35
2.4.1 机械优化设计的数学模型 36
2.4.2 CAE优化设计方法 37
2.4.3 复杂产品多学科优化 40
2.5 绿色设计 42
2.5.1 绿色设计概述 42
2.5.2 绿色设计方法 44
2.5.3 绿色设计的材料选择 47
2.5.4 产品的可拆卸性设计和可回收性设计 50
2.5.5 绿色设计评价 55
思考题 59
第3章 优选加工技术 60
3.1 概述 60
3.2 超精密加工技术 60
3.2.1 超精密加工刀具 61
3.2.2 超精密加工设备 62
3.2.3 超精密加工的工作环境 62
3.2.4 超精密加工精度的在线检测及计量测试 62
3.2.5 超精密加工的主要方法 63
3.2.6 超精密加工的设备与环境 72
3.3 高能束加工和复合加工技术 75
3.3.1 高能束加工技术 75
3.3.2 复合加工技术 88
3.4 超高速加工技术 99
3.4.1 超高速加工技术的内涵和范围 99
3.4.2 超高速加工的机制 100
3.4.3 超高速切削加工的优越性 101
3.4.4 超高速磨削加工的优越性 102
3.4.5 超高速加工技术的应用 102
3.4.6 超高速切削的相关技术 104
3.4.7 超高速磨削的相关技术 115
3.4.8 超高速加工测试技术 119
思考题 121
第4章 优选成型技术 122
4.1 概述 122
4.2 精密铸造技术 122
4.3 精密塑性成型技术 127
4.4 连接技术 134
4.5 复合材料成型技术 145
4.6 特殊成型技术 149
思考题 151
第5章 优选制造中的自动检测与监控技术 152
5.1 优选制造自动检测技术概述 152
5.1.1 自动检测的含义 152
5.1.2 优选制造系统自动检测的对象和特点 153
5.1.3 优选制造系统自动检测方法的类型 153
5.2 制造系统参数的传感检测 154
5.2.1 加工制造过程参数传感检测 156
5.2.2 制造过程工件传感检测 159
5.2.3 刀具状态传感检测 160
5.2.4 机床及加工制造设备状况传感检测 164
5.3 制造系统运行状态监测监控与故障诊断 167
5.3.1 优选制造系统监测监控的任务与构成 167
5.3.2 制造系统运行状态(工况)自动监测与监控 168
5.3.3 加工设备智能故障诊断 173
5.3.4 智能机床的智能化监控 174
5.4 机电产品制造精度及制造质量自动检测技术 177
5.4.1 质量检测概述 177
5.4.2 坐标测量机 177
5.4.3 在线检测 182
5.4.4 产品装配自动检测 187
5.4.5 无损检测 188
5.4.6 气密性检测 193
5.4.7 产品环境试验 195
5.5 优选制造中的现代精密测量技术 197
5.5.1 轮廓仪 197
5.5.2 激光干涉仪 198
5.5.3 三维激光扫描仪 201
5.5.4 激光跟踪仪 202
5.5.5 测量机器人及机器人辅助测量 203
5.6 纳米检测技术 205
5.6.1 微纳米检测技术概述 205
5.6.2 扫描探针显微镜 205
5.6.3 其他微纳米测量技术 209
思考题 210
第6章 数字制造装备 211
6.1 数控机床 211
6.1.1 CNC的产生与发展 211
6.1.2 CNC的组成及结构特点 212
6.1.3 CNC的发展趋势 214
6.2 柔性夹具 218
6.2.1 传统夹具创新 219
6.2.2 原理与结构创新夹具 222
6.2.3 柔性夹具的发展趋势 223
6.3 工业机器人 224
6.3.1 工业机器人的产生及发展 225
6.3.2 工业机器人的组成原理 226
6.3.3 工业机器人的性能指标 233
6.3.4 工业机器人的关键技术 234
思考题 236
第7章 优选制造管理技术 237
7.1 复杂产品研发支持平台技术 237
7.1.1 产品研发面临的新形势及特点 237
7.1.2 产品全生命周期管理 238
7.1.3 基于模型定义(MBD)技术 240
7.2 企业资源计划 241
7.2.1 制造企业的三级体系结构 242
7.2.2 企业资源计划演变过程 242
7.2.3 ERP的概念及特征 244
7.2.4 ERP软件模块 244
7.2.5 主流ERP软件产品 246
7.3 优选质量管控方法 246
7.3.1 质量管理发展的三个阶段及其特点 247
7.3.2 六西格玛质量管理 248
7.3.3 生产现场质量问题分析方法 251
7.4 制造执行系统 253
7.4.1 制造车间的构成及运作流程 253
7.4.2 MES定位及作用 256
7.4.3 MES功能模块 257
7.4.4 MES/MRP Ⅱ/CAPP集成 259
思考题 260
第8章 智能制造技术 261
8.1 智能制造技术的内涵与趋势 261
8.1.1 智能制造技术的内涵 261
8.1.2 智能制造的目标 263
8.1.3 智能制造的现状与趋势 264
8.2 典型智能制造新模式 267
8.2.1 云制造 267
8.2.2 物联制造 270
8.2.3 社群制造 273
8.2.4 网络化协同制造 276
8.3 智能制造系统中的关键技术 279
8.3.1 智能装备模型 279
8.3.2 智能物料配送技术 283
8.3.3 数字孪生技术 286
8.3.4 工业大数据技术 290
思考题 293
第9章 优选制造技术新概念 294
9.1 “互联网+”制造 294
9.2 工业大数据制造 299
9.3 优选制造近期新进展 303
9.3.1 生物制造 303
9.3.2 4D打印 304
9.3.3 5D打印 306
9.3.4 人工智能与优选制造 306
思考题 308
参考文献 309