現(xiàn)代制造技術

第1章 緒 論………………………………………………………………………………… 1
1.1 機械制造技術的發(fā)展歷程………………………………………………………… 1
1.1.1 傳統(tǒng)制造業(yè)及其技術的發(fā)展……………………………………………… 1
1.1.2 現(xiàn)代制造及其技術的發(fā)展………………………………………………… 2
1.2 現(xiàn)代制造技術的含義與分類……………………………………………………… 3
1.2.1 現(xiàn)代制造技術的含義……………………………………………………… 3
1.2.2 現(xiàn)代制造技術的體系結構………………………………………………… 4
1.2.3 現(xiàn)代制造技術的分類……………………………………………………… 4
1.3 現(xiàn)代制造技術的特點及發(fā)展趨勢………………………………………………… 6
1.3.1 現(xiàn)代制造技術的特點……………………………………………………… 6
1.3.2 現(xiàn)代制造技術的發(fā)展趨勢………………………………………………… 7
思考題與習題……………………………………………………………………………… 9
第2章 計算機輔助設計與制造技術……………………………………………………… 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)的工作過程和主要任務……………………………… 11
2.1.3 CAD/CAM 系統(tǒng)的組成………………………………………………… 13
2.2 計算機輔助設計(CAD)技術…………………………………………………… 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)中的關鍵技術………………………………………………… 16
2.2.4 發(fā)展CAD系統(tǒng)的意義及應用現(xiàn)狀……………………………………… 20
2.3 計算機輔助工藝過程設計(CAPP)技術………………………………………… 21
2.3.1 CAPP系統(tǒng)的基本概念和結構組成……………………………………… 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)的關鍵技術…………………………………………………… 25
2.3.4 發(fā)展CAPP系統(tǒng)的意義及應用現(xiàn)狀…………………………………… 26
2.4 計算機輔助制造(CAM)技術…………………………………………………… 27
2.4.1 CAM 系統(tǒng)的基本概念和結構組成……………………………………… 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………………………………………………………… 30
2.5.1 快速成型技術……………………………………………………………… 30
2.5.2 逆向工程技術……………………………………………………………… 33
思考題與習題…………………………………………………………………………… 36
第3章 現(xiàn)代特種加工……………………………………………………………………… 37
3.1 電火花加工技術…………………………………………………………………… 37
3.1.1 概 述……………………………………………………………………… 37
3.1.2 電火花加工的原理………………………………………………………… 38
3.1.3 電火花加工機床…………………………………………………………… 39
3.1.4 電火花成形加工的應用…………………………………………………… 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………………………………………………… 46
3.2.3 電火花線切割加工的應用范圍…………………………………………… 48
3.2.4 電火花線切割加工原理…………………………………………………… 49
3.2.5 電火花線切割的應用……………………………………………………… 50
3.3 電化學加工………………………………………………………………………… 52
3.3.1 概 述……………………………………………………………………… 52
3.3.2 電化學加工基本原理……………………………………………………… 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 超聲波加工的應用………………………………………………………… 65
3.4.3 超高壓水射流加工………………………………………………………… 67
3.5 高能束加工技術…………………………………………………………………… 71
3.5.1 激光加工技術……………………………………………………………… 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 超精密加工技術的發(fā)展趨勢…………………………………………………… 130
復習思考題……………………………………………………………………………… 131
第5章 工業(yè)機器人………………………………………………………………………… 132
5.1 工業(yè)機器人概述………………………………………………………………… 132
5.1.1 工業(yè)機器人的定義及特點……………………………………………… 132
5.1.2 工業(yè)機器人的歷史與發(fā)展趨勢………………………………………… 133
5.1.3 機器人的分類…………………………………………………………… 134
5.2 工業(yè)機器人的機械結構………………………………………………………… 135
5.2.1 工業(yè)機器人的運動自由度……………………………………………… 135
5.2.2 關節(jié)機器人……………………………………………………………… 138
5.2.3 關節(jié)機器人的結構及功能……………………………………………… 139
5.3 工業(yè)機器人的控制與驅動系統(tǒng)………………………………………………… 144
5.3.1 工業(yè)機器人的控制……………………………………………………… 144
5.3.2 工業(yè)機器人的驅動系統(tǒng)………………………………………………… 147
5.4 工業(yè)機器人的編程語言………………………………………………………… 150
5.4.1 機器人編程語言的分類………………………………………………… 150
5.4.2 常用工業(yè)機器人編程語言簡介………………………………………… 151
5.5 工業(yè)機器人的應用……………………………………………………………… 152
5.5.1 焊接機器人……………………………………………………………… 153
5.5.2 搬運機器人……………………………………………………………… 153
5.5.3 噴涂機器人……………………………………………………………… 154
5.5.4 裝配機器人……………………………………………………………… 154
5.5.5 機器人在柔性裝配和FMS中的應用………………………………… 155
5.6 機器人工作站…………………………………………………………………… 156
5.6.1 工業(yè)機器人工作站的組成……………………………………………… 156
5.6.2 工業(yè)機器人工作站的特點……………………………………………… 156
5.6.3 工業(yè)機器人焊接工作站系統(tǒng)…………………………………………… 156
5.6.4 工業(yè)機器人弧焊工作站的工作過程…………………………………… 159
習題與思考題…………………………………………………………………………… 160
第6章 柔性制造技術……………………………………………………………………… 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)缺點及工藝基礎…………………………………… 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的自動加工系統(tǒng)…………………………………………………… 166
6.2.3 FMS物料運儲系統(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 先進制造模式與先進管理技術…………………………………………………… 191
7.1 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)…………………………………………………… 191
7.1.1 計算機集成制造系統(tǒng)的概念…………………………………………… 191
7.1.2 計算機集成制造系統(tǒng)的背景…………………………………………… 191
7.1.3 計算機集成制造系統(tǒng)的系統(tǒng)構成……………………………………… 192
7.1.4 現(xiàn)代集成制造技術的發(fā)展趨勢………………………………………… 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 本質特點………………………………………………………………… 195
7.2.4 國內(nèi)外發(fā)展應用………………………………………………………… 195
7.2.5 生產(chǎn)應用………………………………………………………………… 197
7.3 敏捷制造………………………………………………………………………… 199
7.3.1 背景概述………………………………………………………………… 199
7.3.2 構成要素………………………………………………………………… 200
7.3.3 本質特點………………………………………………………………… 201
7.3.4 組織方式………………………………………………………………… 203
7.3.5 實施敏捷制造的有效措施……………………………………………… 203
7.3.6 迎接敏捷制造的對策…………………………………………………… 204
7.3.7 社會影響………………………………………………………………… 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 智能制造的體系結構…………………………………………………… 208
7.4.5 IMS的支撐技術及研究熱點…………………………………………… 209
7.4.6 IMS系統(tǒng)結構展望……………………………………………………… 210
7.4.7 智能制造的技術核心———人工智能…………………………………… 210
7.4.8 IMS與人工智能、計算機集成制造(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 技術組成………………………………………………………………… 213
7.5.3 綠色工程在產(chǎn)品設計中的體現(xiàn)………………………………………… 214
7.5.4 發(fā)展綠色工程存在的問題……………………………………………… 216
思考題與習題…………………………………………………………………………… 216
參考文獻……………………………………………………………………………………… 217