先进制造技术导论

本书全面系统地论述了各种优选制造技术和优选制造理念。全书从精密与超精密加工技术、高能束加工及复合加工技术、超高速加工技术、制造自动化技术、微机械及微细加工技术、优选制造系统检测与监控自动化、现代质量工程、优选制造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、工业工程、机械电子工程、材料成型与控制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参考。

总序
前言
第1章 绪论 1
1.1 优选制造技术及其主要特点 1
1.1.1 优选制造技术的定义 1
1.1.2 优选制造技术的特点 1
1.2 优选制造技术的构成及分类 3
1.2.1 优选制造技术的构成 3
1.2.2 优选制造技术的分类 5
1.3 优选制造技术的发展过程 5
1.4 工业化国家制造业的发展战略 6
1.4.1 美国制造业的竞争策略 6
1.4.2 日本制造业的发展对策 7
1.4.3 西欧制造业寻找与美日抗衡的途径 7
1.4.4 优选制造技术在我国的进展 8
1.5 优选制造技术的发展趋势 8
思考题 10
第2章 精密与超精密加工技术 11
2.1 概述 11
2.2 超精密加工的范畴 11
2.2.1 超精密加工刀具 12
2.2.2 超精密加工设备 13
2.2.3 超精密加工的工作环境 13
2.2.4 超精密加工精度的在线检测及计量测试 14
2.3 超精密加工的主要方法 14
2.3.1 金刚石刀具镜面切削 14
2.3.2 超精密磨削 18
2.3.3 超精密研磨、抛光 24
2.4 超精密加工的设备与环境 31
2.4.1 超精密加工设备 31
2.4.2 超精密加工的环境 36
思考题 40
第3章 高能束加工及复合加工技术 41
3.1 概述 41
3.1.1 高能束加工和复合加工技术的历史背景 41
3.1.2 高能束加工和复合加工技术的特点及应用领域 42
3.2 激光加工技术 44
3.2.1 激光的产生及其特性 44
3.2.2 激光加工的基本原理及特点 46
3.2.3 激光加工的基本设备 47
3.2.4 激光加工技术的应用 50
3.3 电子束加工 56
3.3.1 电子束加工原理和特点 56
3.3.2 电子束加工装置 57
3.3.3 电子束加工的应用 58
3.4 离子束加工 62
3.4.1 离子束加工原理、分类与特点 62
3.4.2 离子束加工装置 63
3.4.3 离子束加工的应用 63
3.5 复合加工技术 65
3.5.1 机械复合加工 65
3.5.2 电化学复合加工 73
3.5.3 电火花复合加工 79
3.5.4 超声复合加工 80
3.5.5 磨料水射流加工 83
3.5.6 化学机械抛光 84
思考题 85
第4章 超高速加工技术 86
4.1 概述 86
4.1.1 超高速加工技术的历史背景 86
4.1.2 超高速加工技术的内涵和范围 87
4.2 超高速加工的机制 88
4.3 超高速加工技术的现状与发展趋势 90
4.3.1 超高速切削技术的现状与发展趋势 90
4.3.2 超高速磨削技术的现状与发展趋势 92
4.4 超高速加工技术的优越性 93
4.4.1 超高速切削加工的优越性 93
4.4.2 超高速磨削加工的优越性 94
4.5 超高速加工技术的应用 95
4.5.1 超高速切削技术的应用 95
4.5.2 超高速磨削技术的应用 97
4.6 超高速切削的相关技术 98
4.6.1 超高速切削的刀具技术 99
4.6.2 超高速切削机床 102
4.6.3 超高速加工机床的数控技术 112
4.6.4 超高速切削的安全性 113
4.6.5 超高速切削的切削液及供液系统 115
4.6.6 高速切削的工件材料 116
4.7 超高速磨削的相关技术 117
4.7.1 超高速磨削的砂轮 117
4.7.2 超高速主轴和超高速轴承 119
4.7.3 超高速磨削的砂轮平衡技术与防护装置 120
4.7.4 超高速磨削的磨削液选择和使用 121
4.8 超高速加工测试技术 123
4.8.1 刀具状态检测 123
4.8.2 CNC机床的位置检测 124
4.8.3 工件状态检测 125
4.8.4 机床工况监控 125
思考题 126
第5章 制造自动化技术 127
5.1 制造自动化技术概述 127
5.1.1 制造自动化技术的定义、内涵及技术地位 127
5.1.2 制造自动化技术的发展历程及现状 128
5.1.3 制造自动化技术的发展趋势 133
5.1.4 制造自动化的关键技术 135
5.2 现代数控加工技术 139
5.2.1 数控加工技术的发展历程 139
5.2.2 CNC系统的组成和结构特点 141
5.2.3 生产CNC系统的厂家及典型产品 143
5.2.4 数控加工技术的发展趋势 145
5.3 柔性制造系统 146
5.3.1 概述 146
5.3.2 FMS的组成 148
5.3.3 FMS中的数据流 151
5.3.4 FMS的应用情况和发展前景 152
5.4 计算机集成制造系统 152
5.4.1 概述 153
5.4.2 CIMS的组成 154
5.4.3 CIMS的信息集成技术 158
5.4.4 CIMS的现状及发展 160
思考题 160
第6章 微机械及其微细加工技术 161
6.1 概述 161
6.2 微机械的研究开发内容 162
6.3 微细加工技术 165
6.3.1 薄膜制备技术 168
6.3.2 光刻技术 169
6.3.3 牺牲层技术 175
6.3.4 外延技术 177
6.3.5 高能束刻蚀技术 177
6.3.6 典型微机械的微细加工技术 179
6.3.7 微机械装配与集成 183
6.4 典型微机电系统装置 184
6.4.1 集成机构 185
6.4.2 硅微加速度计 185
思考题 188
第7章 优选制造系统检测与监控自动化 189
7.1 现代传感器技术 189
7.1.1 传感器概述 189
7.1.2 智能传感器 193
7.1.3 机械制造过程传感检测 196
7.1.4 数控机床常用的位置传感检测装置 200
7.2 优选制造系统检测自动化 201
7.2.1 优选制造系统自动检测技术 201
7.2.2 在线检测技术 206
7.3 制造过程和设备工况监控与故障诊断 208
7.3.1 工况监控与故障诊断系统的结构与功能 208
7.3.2 自动监测信号的选取 212
7.3.3 工况监控与故障诊断及其智能化 213
7.3.4 应用实例 215
7.4 计算机辅助测试与虚拟测试 219
7.4.1 计算机辅助测试 219
7.4.2 虚拟仪器与虚拟测试 221
思考题 224
第8章 现代质量工程 225
8.1 概述 225
8.2 质量工程概述 225
8.2.1 与质量有关的基本概念 225
8.2.2 顾客满意与顾客满意度 229
8.2.3 全面质量管理 232
8.2.4 质量工程 235
8.3 质量管理体系与ISO 9000 238
8.3.1 质量管理体系 238
8.3.2 质量管理八项原则 240
8.3.3 ISO 9000新概念 244
8.3.4 质量认证 247
8.4 优选质量设计技术和方法 248
8.4.1 设计质量保证 248
8.4.2 质量功能展开 250
8.4.3 三次设计 254
8.4.4 健壮性设计 257
8.4.5 可信性设计 258
8.4.6 发明性问题的解决理论与方法 262
8.4.7 价值工程 266
8.5 制造过程自动质量检测与质量控制 267
8.5.1 制造过程质量控制的功能与任务 267
8.5.2 质量数据自动检测与采集 269
8.5.3 制造过程在线质量检测与质量控制 271
8.6 质量检验与坐标测量机 274
8.6.1 质量检验 274
8.6.2 坐标测量机 276
8.6.3 基于CMM的CAIP 277
8.6.4 CMM与优选制造系统的集成 281
8.7 计算机辅助质量工程 284
8.7.1 计算机在质量工程领域的应用概貌 284
8.7.2 集成质量系统 285
思考题 288
第9章 优选制造新概念 289
9.1 智能制造 298
9.1.1 智能制造研究的背景 289
9.1.2 智能制造的含义 290
9.1.3 智能制造研究的支撑技术 291
9.1.4 智能制造研究的内容 292
9.1.5 日本智能制造系统国际合作计划 292
9.1.6 中国国家自然科学基金重点项目“智能制造技术基础”的研究 293
9.2 敏捷制造 295
9.2.1 基本概念 295
9.2.2 敏捷制造的特征 296
9.2.3 敏捷制造研究的内容 298
9.2.4 国内外发展现状及应用 298
9.3 并行工程 300
9.3.1 基本概念 300
9.3.2 并行工程的实施 303
9.3.3 并行工程在我国的研究进展 304
9.4 虚拟制造系统 307
9.4.1 基本概念 307
9.4.2 VMS研究内容及其关键技术 309
9.4.3 VM的软硬件研究情况及其应用 310
9.5 快速原型技术 312
9.6 绿色制造 316
9.6.1 概念 316
9.6.2 研究内容 317
9.7 优选制造技术发展趋势 319
9.7.1 21世纪对优选制造技术的挑战 319
9.7.2 优选制造技术发展趋势 319
思考题 321
参考文献 322