第1章 緒 論………………………………………………………………………………… 1

1.1 機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展歷程………………………………………………………… 1

1.1.1 傳統(tǒng)制造業(yè)及其技術(shù)的發(fā)展……………………………………………… 1

1.1.2 現(xiàn)代制造及其技術(shù)的發(fā)展………………………………………………… 2

1.2 現(xiàn)代制造技術(shù)的含義與分類……………………………………………………… 3

1.2.1 現(xiàn)代制造技術(shù)的含義……………………………………………………… 3

1.2.2 現(xiàn)代制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)………………………………………………… 4

1.2.3 現(xiàn)代制造技術(shù)的分類……………………………………………………… 4

1.3 現(xiàn)代制造技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………… 6

1.3.1 現(xiàn)代制造技術(shù)的特點(diǎn)……………………………………………………… 6

1.3.2 現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………… 7

思考題與習(xí)題……………………………………………………………………………… 9

第2章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)……………………………………………………… 10

2.1 CAD/CAM 概述………………………………………………………………… 10

2.1.1 CAD/CAM 的基本概念………………………………………………… 10

2.1.2 CAD/CAM 系統(tǒng)的工作過(guò)程和主要任務(wù)……………………………… 11

2.1.3 CAD/CAM 系統(tǒng)的組成………………………………………………… 13

2.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)…………………………………………………… 15

2.2.1 CAD系統(tǒng)的基本功能…………………………………………………… 15

2.2.2 CAD系統(tǒng)的類型………………………………………………………… 15

2.2.3 CAD系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)………………………………………………… 16

2.2.4 發(fā)展CAD系統(tǒng)的意義及應(yīng)用現(xiàn)狀……………………………………… 20

2.3 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)(CAPP)技術(shù)………………………………………… 21

2.3.1 CAPP系統(tǒng)的基本概念和結(jié)構(gòu)組成……………………………………… 21

2.3.2 CAPP系統(tǒng)的類型及其工作原理………………………………………… 23

2.3.3 CAPP系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)…………………………………………………… 25

2.3.4 發(fā)展CAPP系統(tǒng)的意義及應(yīng)用現(xiàn)狀…………………………………… 26

2.4 計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)…………………………………………………… 27

2.4.1 CAM 系統(tǒng)的基本概念和結(jié)構(gòu)組成……………………………………… 27

2.4.2 數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控加工程序編制…………………………………………… 28

2.4.3 發(fā)展CAM 系統(tǒng)的意義及現(xiàn)狀…………………………………………… 30

2.5 快速成型及逆向工程技術(shù)………………………………………………………… 30

2.5.1 快速成型技術(shù)……………………………………………………………… 30

2.5.2 逆向工程技術(shù)……………………………………………………………… 33

思考題與習(xí)題…………………………………………………………………………… 36

第3章 現(xiàn)代特種加工……………………………………………………………………… 37

3.1 電火花加工技術(shù)…………………………………………………………………… 37

3.1.1 概 述……………………………………………………………………… 37

3.1.2 電火花加工的原理………………………………………………………… 38

3.1.3 電火花加工機(jī)床…………………………………………………………… 39

3.1.4 電火花成形加工的應(yīng)用…………………………………………………… 41

3.2 電火花線切割加工………………………………………………………………… 46

3.2.1 概 述……………………………………………………………………… 46

3.2.2 電火花線切割加工的特點(diǎn)………………………………………………… 46

3.2.3 電火花線切割加工的應(yīng)用范圍…………………………………………… 48

3.2.4 電火花線切割加工原理…………………………………………………… 49

3.2.5 電火花線切割的應(yīng)用……………………………………………………… 50

3.3 電化學(xué)加工………………………………………………………………………… 52

3.3.1 概 述……………………………………………………………………… 52

3.3.2 電化學(xué)加工基本原理……………………………………………………… 53

3.3.3 電解加工…………………………………………………………………… 53

3.3.4 電鑄及電刷鍍加工………………………………………………………… 58

3.4 超聲波加工和超高壓水射流加工………………………………………………… 62

3.4.1 超聲波加工………………………………………………………………… 62

3.4.2 超聲波加工的應(yīng)用………………………………………………………… 65

3.4.3 超高壓水射流加工………………………………………………………… 67

3.5 高能束加工技術(shù)…………………………………………………………………… 71

3.5.1 激光加工技術(shù)……………………………………………………………… 71

3.5.2 電子束加工………………………………………………………………… 81

3.5.3 離子束加工………………………………………………………………… 86

思考題…………………………………………………………………………………… 90

第4章 精密加工與超精密加工…………………………………………………………… 91

4.1 概 述……………………………………………………………………………… 91

4.1.1 精密加工和超精密加工的概念…………………………………………… 91

4.1.2 精密和超精密加工的特點(diǎn)及分類………………………………………… 91

4.2 精密、超精密加工方法…………………………………………………………… 92

4.2.1 精密與超精密切削加工…………………………………………………… 92

4.2.2 精密與超精密磨削加工………………………………………………… 105

4.2.3 其他超精密加工………………………………………………………… 110

4.3 超精密加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………… 130

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 131

第5章 工業(yè)機(jī)器人………………………………………………………………………… 132

5.1 工業(yè)機(jī)器人概述………………………………………………………………… 132

5.1.1 工業(yè)機(jī)器人的定義及特點(diǎn)……………………………………………… 132

5.1.2 工業(yè)機(jī)器人的歷史與發(fā)展趨勢(shì)………………………………………… 133

5.1.3 機(jī)器人的分類…………………………………………………………… 134

5.2 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 135

5.2.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度……………………………………………… 135

5.2.2 關(guān)節(jié)機(jī)器人……………………………………………………………… 138

5.2.3 關(guān)節(jié)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及功能……………………………………………… 139

5.3 工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)………………………………………………… 144

5.3.1 工業(yè)機(jī)器人的控制……………………………………………………… 144

5.3.2 工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)………………………………………………… 147

5.4 工業(yè)機(jī)器人的編程語(yǔ)言………………………………………………………… 150

5.4.1 機(jī)器人編程語(yǔ)言的分類………………………………………………… 150

5.4.2 常用工業(yè)機(jī)器人編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介………………………………………… 151

5.5 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用……………………………………………………………… 152

5.5.1 焊接機(jī)器人……………………………………………………………… 153

5.5.2 搬運(yùn)機(jī)器人……………………………………………………………… 153

5.5.3 噴涂機(jī)器人……………………………………………………………… 154

5.5.4 裝配機(jī)器人……………………………………………………………… 154

5.5.5 機(jī)器人在柔性裝配和FMS中的應(yīng)用………………………………… 155

5.6 機(jī)器人工作站…………………………………………………………………… 156

5.6.1 工業(yè)機(jī)器人工作站的組成……………………………………………… 156

5.6.2 工業(yè)機(jī)器人工作站的特點(diǎn)……………………………………………… 156

5.6.3 工業(yè)機(jī)器人焊接工作站系統(tǒng)…………………………………………… 156

5.6.4 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作過(guò)程…………………………………… 159

習(xí)題與思考題…………………………………………………………………………… 160

第6章 柔性制造技術(shù)……………………………………………………………………… 161

6.1 柔性制造系統(tǒng)概述……………………………………………………………… 161

6.1.1 柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生背景……………………………………………… 161

6.1.2 柔性制造系統(tǒng)的定義及特征…………………………………………… 162

6.1.3 柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及工藝基礎(chǔ)…………………………………… 163

6.2 柔性制造系統(tǒng)的組成…………………………………………………………… 165

6.2.1 FMS的基本組成………………………………………………………… 165

6.2.2 FMS的自動(dòng)加工系統(tǒng)…………………………………………………… 166

6.2.3 FMS物料運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)……………………………………………………… 172

6.2.4 FMS的控制系統(tǒng)………………………………………………………… 183

6.3 柔性制造系統(tǒng)的分類及應(yīng)用…………………………………………………… 185

6.3.1 柔性制造系統(tǒng)的分類…………………………………………………… 185

6.3.2 柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用…………………………………………………… 187

6.4 柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展…………………………………………………………… 189

思考題…………………………………………………………………………………… 190

第7章 先進(jìn)制造模式與先進(jìn)管理技術(shù)…………………………………………………… 191

7.1 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)…………………………………………………… 191

7.1.1 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的概念…………………………………………… 191

7.1.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的背景…………………………………………… 191

7.1.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成……………………………………… 192

7.1.4 現(xiàn)代集成制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………… 192

7.2 并行工程………………………………………………………………………… 193

7.2.1 背景概述………………………………………………………………… 193

7.2.2 地位和作用……………………………………………………………… 194

7.2.3 本質(zhì)特點(diǎn)………………………………………………………………… 195

7.2.4 國(guó)內(nèi)外發(fā)展應(yīng)用………………………………………………………… 195

7.2.5 生產(chǎn)應(yīng)用………………………………………………………………… 197

7.3 敏捷制造………………………………………………………………………… 199

7.3.1 背景概述………………………………………………………………… 199

7.3.2 構(gòu)成要素………………………………………………………………… 200

7.3.3 本質(zhì)特點(diǎn)………………………………………………………………… 201

7.3.4 組織方式………………………………………………………………… 203

7.3.5 實(shí)施敏捷制造的有效措施……………………………………………… 203

7.3.6 迎接敏捷制造的對(duì)策…………………………………………………… 204

7.3.7 社會(huì)影響………………………………………………………………… 205

7.4 智能制造系統(tǒng)…………………………………………………………………… 206

7.4.1 什么是智能制造………………………………………………………… 206

7.4.2 智能制造的發(fā)展背景…………………………………………………… 206

7.4.3 智能制造的特征………………………………………………………… 207

7.4.4 智能制造的體系結(jié)構(gòu)…………………………………………………… 208

7.4.5 IMS的支撐技術(shù)及研究熱點(diǎn)…………………………………………… 209

7.4.6 IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)展望……………………………………………………… 210

7.4.7 智能制造的技術(shù)核心人工智能…………………………………… 210

7.4.8 IMS與人工智能、計(jì)算機(jī)集成制造(CIMS)的比較…………………… 212

7.5 綠色制造………………………………………………………………………… 212

7.5.1 綠色制造的現(xiàn)狀………………………………………………………… 213

7.5.2 技術(shù)組成………………………………………………………………… 213

7.5.3 綠色工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)………………………………………… 214

7.5.4 發(fā)展綠色工程存在的問(wèn)題……………………………………………… 216

思考題與習(xí)題…………………………………………………………………………… 216

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………… 217