先進(jìn)制造技術(shù)

前言

　　制造業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)和綜合國力的基礎(chǔ)，制造業(yè)的發(fā)達(dá)與先進(jìn)程度是國家工業(yè)化的重要表征。制造技術(shù)是制造業(yè)賴以生存和發(fā)展的主體技術(shù)，是制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的根本動力?！　∠冗M(jìn)制造技術(shù)（Advanced Manufacturing Technology，AMT）的概念源自于20世紀(jì)80年代。當(dāng)時，美國為了加強(qiáng)其制造業(yè)的競爭力和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長而提出了先進(jìn)制造技術(shù)的概念。此后，各發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資與人力，扶持與推動先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，并取得顯著效果。我國在先進(jìn)制造技術(shù)方面和國外有較大的差距，大力發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，用其改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，形成高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提升我國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，是我國實現(xiàn)由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的根本策略。　　為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需要，我們按照新的職業(yè)教育教學(xué)改革要求，組織編寫了這本《先進(jìn)制造技術(shù)》，旨在將當(dāng)前的先進(jìn)制造技術(shù)和理念介紹并傳授給廣大學(xué)生，使學(xué)生了解現(xiàn)代制造技術(shù)的范疇，關(guān)注制造技術(shù)的發(fā)展及前沿，拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生探究新技術(shù)與不斷創(chuàng)新的意識，逐步成為某項先進(jìn)技術(shù)的實踐者。　　本書力求反映當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)及先進(jìn)制造理念，在編寫過程中，我們特別注重：　?。?）理論知識與實際應(yīng)用的融通。注意理論知識的精簡通俗，并結(jié)合工程領(lǐng)域的應(yīng)用實例，對所涉及的每一項技術(shù)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展水平和應(yīng)用技術(shù)有一個清晰闡述，使讀者通過實際應(yīng)用來領(lǐng)悟和理解技術(shù)理論?！　。?）技術(shù)傳承與發(fā)展的連續(xù)。在介紹各種先進(jìn)制造技術(shù)的同時，注重制造技術(shù)的歷史改革與發(fā)展軌跡的介紹，保證了制造領(lǐng)域技術(shù)的連貫與延續(xù)性，體現(xiàn)了制造領(lǐng)域技術(shù)的先進(jìn)性?！　。?）系統(tǒng)性與典型性的兼顧。教材體系按現(xiàn)代制造技術(shù)的范疇與分類進(jìn)行組織，反映了制造領(lǐng)域的系統(tǒng)性和先進(jìn)制造技術(shù)體系的完整性。各種技術(shù)以獨(dú)立章節(jié)先進(jìn)行歸類介紹，并選擇典型的、運(yùn)用較廣的先進(jìn)技術(shù)案例突出重點(diǎn)?！　”緯卜譃?章。第1章介紹先進(jìn)制造技術(shù)的定義、特點(diǎn)、發(fā)展歷程及其構(gòu)成與體系，先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；第2章介紹計算機(jī)輔助設(shè)計CAD技術(shù)、有限元分析、并行設(shè)計等一些現(xiàn)代設(shè)計方法；第3章介紹成型制造技術(shù)、精密與超精密加工技術(shù)、超高速加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)；第4章介紹制造自動化技術(shù)的定義、內(nèi)涵及發(fā)展歷程，自動化制造裝備，CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)等；第5章介紹制造資源計劃、企業(yè)資源計劃、準(zhǔn)時生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造等先進(jìn)管理方法和現(xiàn)代生產(chǎn)模式?！　”緯溆?ldquo;職業(yè)導(dǎo)航”，說明本課程能力的應(yīng)用崗位；在各章正文前配有“教學(xué)導(dǎo)航”，為本章內(nèi)容的教與學(xué)提供指導(dǎo)；正文中的“知識分布網(wǎng)絡(luò)”，便于讀者掌握本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)；每章結(jié)尾有“知識梳理與總結(jié)”，便于讀者高效率地學(xué)習(xí)、提煉與歸納。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了各種先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造理念，論述了先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)、構(gòu)成、技術(shù)內(nèi)涵及其應(yīng)用。全書共分為5章：第1章介紹先進(jìn)制造技術(shù)的定義、特點(diǎn)、發(fā)展歷程及其構(gòu)成與體系，先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；第2章介紹計算機(jī)輔助設(shè)計CAD技術(shù)、有限元分析、并行設(shè)計等一些現(xiàn)代設(shè)計方法；第3章介紹成型制造技術(shù)、精密與超精密加工技術(shù)、超高速加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)；第4章介紹制造自動化技術(shù)的定義、內(nèi)涵及發(fā)展歷程，自動化制造設(shè)備，CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)等；第5章介紹制造資源計劃、企業(yè)資源計劃、準(zhǔn)時生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造等先進(jìn)管理方法和現(xiàn)代生產(chǎn)模式。
本書結(jié)構(gòu)體系清晰，論述深入淺出，圖文并茂，配有“職業(yè)導(dǎo)航”、
“教學(xué)導(dǎo)航”、“知識分布網(wǎng)絡(luò)”、“知識梳理與總結(jié)”，便于教師教學(xué)和學(xué)生高效率地學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)。
本書可作為高職高專院校機(jī)械設(shè)計制造類、機(jī)電設(shè)備類、自動化類、電子工程類等專業(yè)的教材，也可作為應(yīng)用型本科院校、職工大學(xué)、函授學(xué)院、中職學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教材，以及工程技術(shù)人員的參考書。
本書配有免費(fèi)的電子教學(xué)課件和習(xí)題參考答案，詳見前言。

作者簡介

孫燕華，女副教授。技師。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械學(xué)院院長，兼任無錫機(jī)械工程學(xué)會理事等多個職務(wù)。多年來主要從事機(jī)械制造及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)，科研與管理工作，主講機(jī)械CAD、先進(jìn)制造技術(shù)、機(jī)械原理與零件、機(jī)械制圖等多門課程。先后到香港、新加坡、澳大利亞和加拿大等地參加學(xué)習(xí)和交流。主持完成教育部項目“機(jī)械類專業(yè)群工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”，“機(jī)械制造技術(shù)實訓(xùn)平臺建設(shè)”和“國家示范性數(shù)控技術(shù)職業(yè)教育實訓(xùn)基地”等；主持完成“機(jī)械零部件造型與測繪”國家級精品課建設(shè)項目；主持完成省廳級教研項目“機(jī)械制造與自動化品牌專業(yè)建設(shè)”等4個課題；主持完成無錫陽通機(jī)械設(shè)備有限公司等多家企業(yè)的科研設(shè)計項目“自動埋弧焊機(jī)送絲機(jī)構(gòu)減速箱設(shè)計制造”、“送料機(jī)器的測繪”、“氣動干式摩擦離合器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)”等10項成果。曾榮獲江蘇省高等教育教學(xué)成果獎、國家精品課程、江蘇省品牌專業(yè)、機(jī)械制造專業(yè)帶頭人、教育部先進(jìn)集體、江蘇省優(yōu)秀課程、無錫市優(yōu)秀教育工作者等多項榮譽(yù)。先后公開發(fā)表《機(jī)械專業(yè)的教改與實踐》、《現(xiàn)代裝備制造業(yè)的主流技術(shù)與發(fā)展趨勢》等科研論文18篇，主編和參編全國規(guī)劃教材11本。

書籍目錄

第1章  緒論
  教學(xué)導(dǎo)航
  1.1  先進(jìn)制造技術(shù)及其主要特點(diǎn)
    1.1.1  制造、制造技術(shù)、制造業(yè)與現(xiàn)代制造業(yè)背景
    1.1.2  先進(jìn)制造技術(shù)的定義
    1.1.3  先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
  1.2  先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成及分類
    1.2.1  先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成
    1.2.2  先進(jìn)制造技術(shù)的分類
    1.2.3  先進(jìn)制造的關(guān)鍵技術(shù)
  1.3  先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
    1.3.1  先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
    1.3.2  先進(jìn)制造技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r
    1.3.3  先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
  知識梳理與總結(jié)
  思考與練習(xí)題1
第2章  現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)
  教學(xué)導(dǎo)航
  2.1  現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述
    2.1.1  機(jī)械設(shè)計發(fā)展的基本歷程
    2.1.2  現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)定義與特點(diǎn)
    2.1.3  現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)
  2.2  計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)
    2.2.1  計算機(jī)輔助設(shè)計的產(chǎn)生發(fā)展
    2.2.2  計算機(jī)輔助設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)
    2.2.3  計算機(jī)輔助設(shè)計的主要特點(diǎn)
    2.2.4  計算機(jī)輔助設(shè)計軟件與應(yīng)用
  2.3  有限元分析
    2.3.1  有限元法基本概念
    2.3.2  有限元法分析過程
    2.3.3  有限元法基本特點(diǎn)
    2.3.4  有限元法發(fā)展趨勢
  2.4  并行設(shè)計
    2.4.1  并行設(shè)計基本概念
    2.4.2  支持并行設(shè)計方法
  2.5  反求工程
    2.5.1  反求工程基本概念
    2.5.2  反求工程實際應(yīng)用
    2.5.3  反求工程關(guān)鍵技術(shù)
  2.6  綠色產(chǎn)品設(shè)計
    2.6.1  綠色設(shè)計基本概念
    2.6.2  綠色設(shè)計主要特征
    2.6.3  綠色設(shè)計方法
    2.6.4  綠色設(shè)計準(zhǔn)則
  知識梳理與總結(jié)
  思考與練習(xí)題2
第3章  先進(jìn)制造工藝技術(shù)
  教學(xué)導(dǎo)航
  3.1  精密成型技術(shù)
    3.1.1  粉末冶金
    3.1.2  精密鑄造
    3.1.3  精密鍛造
    3.1.4  精密沖裁
    3.1.5  精密焊接
    3.1.6  快速原型技術(shù)(RP)
  3.2  精密與超精密加工技術(shù)
    3.2.1  精密與超精密加工技術(shù)概述
    3.2.2  精密加工技術(shù)
    3.2.3  精密機(jī)床技術(shù)
    3.2.4  超精密加工材料
    3.2.5  超精密加工技術(shù)
    3.2.6  超精密加工設(shè)備
    3.2.6  超精密加工環(huán)境
    3.2.7  超精密加工精度的在線檢測及計量測試
    3.2.8  超精密加工發(fā)展趨勢
  3.3  超高速加工技術(shù)
    3.3.1  超高速加工概述
    3.3.2  超高速加工特點(diǎn)
    3.3.3  超高速切削技術(shù)
    3.3.4  超高速磨削技術(shù)
    3.3.5  超高速銑削技術(shù)
    3.3.6  超高速加工機(jī)床
  3.4  特種加工技術(shù)
    3.4.1  特種加工技術(shù)概述
    3.4.2  電火花加工
    3.4.3  電解加工
    3.4.4  激光加工
    3.4.5  聚焦離子束加工
    3.4.6  超聲加工
    3.4.7  電子束加工
    3.4.8  復(fù)合加工
  3.5  微細(xì)加工技術(shù)
    3.5.1  微機(jī)械加工中的關(guān)鍵技術(shù)
    3.5.2  基于超精密加工的微細(xì)機(jī)械加工和電加工技術(shù)
    3.5.3  基于硅微細(xì)加工技術(shù)
    3.5.4  基于LIGA加工的微細(xì)加工技術(shù)
    3.5.5  基于原子力顯微鏡的微細(xì)加工技術(shù)
    3.5.6  基于微/納壓印的微細(xì)加工技術(shù)
    3.5.7  微細(xì)加工技術(shù)發(fā)展趨勢
  知識梳理與總結(jié)
  思考與練習(xí)題3
第4章  制造自動化技術(shù)
  教學(xué)導(dǎo)航
  4.1  制造自動化技術(shù)概述
    4.1.1  制造自動化技術(shù)基本概念
    4.1.2  制造自動化技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)
  4.2  自動化制造裝備
    4.2.1  數(shù)控機(jī)床
    4.2.2  數(shù)控加工中心
    4.2.3  工業(yè)機(jī)器人
  4.3  CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù)
    4.3.1  CAPP技術(shù)
    4.3.2  CAM技術(shù)
    4.3.3  CAD/CAPP/CAM集成的發(fā)展概況
  4.4  柔性制造系統(tǒng)
    4.4.1  FMS概述
    4.4.2  FMS定義
    4.4.3  FMS組成、原理及作用
    4.4.4  FMS物料運(yùn)輸與存儲系統(tǒng)
    4.4.5  FMS實時調(diào)度與控制系統(tǒng)
  4.5  計算機(jī)集成制造系統(tǒng)
    4.5.1  GIMS基本概念
    4.5.2  CIMS功能組成
    4.5.3  CIMS實現(xiàn)技術(shù)
    4.5.4  CIMS技術(shù)優(yōu)勢
  4.6  智能制造系統(tǒng)
    4.6.1  智能制造系統(tǒng)概述
    4.6.2  智能制造系統(tǒng)定義
    4.6.3  智能制造系統(tǒng)特征
    4.6.4  智能制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
  4.7  虛擬制造
    4.7.1  虛擬制造技術(shù)定義
    4.7.2  虛擬制造技術(shù)特征
    4.7.3  虛擬制造技術(shù)內(nèi)容
    4.7.4  虛擬制造技術(shù)分類
  知識梳理與總結(jié)
  思考與練習(xí)題4
第5章  現(xiàn)代生產(chǎn)經(jīng)營和管理技術(shù)
  教學(xué)導(dǎo)航
  5.1  物料需求計劃(MRP)和制造資源計劃(MRPⅡ)
    5.1.1  MRP的基本概念
    5.1.2  MRP的基本構(gòu)成
    5.1.3  MRPⅡ系統(tǒng)特點(diǎn)
    5.1.4  MRPⅡ優(yōu)勢分析
  5.2  企業(yè)資源計劃(ERP)
    5.2.1  ERP的基本概念
    5.2.2  ERP與MRPII的差別
    5.2.3  ERP的功能模塊
    5.2.4  ERP的實施過程
  5.3  產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)
    5.3.1  PDM的基本概念
    5.3.2  PDM的主要功能
    5.3.3  PDM的體系結(jié)構(gòu)
    5.3.4  PDM的發(fā)展趨勢
  5.4  準(zhǔn)時生產(chǎn)(JIT)
    5.4.1  JIT的基本概念
    5.4.2  JIT的體系構(gòu)造
    5.4.3  JIT的看板管理
    5.4.4  JIT的優(yōu)點(diǎn)與不足
  5.5  精益生產(chǎn)(LP)
    5.5.1  LP的基本概念
    5.5.2  LP的生產(chǎn)特點(diǎn)
    5.5.3  LP的體系結(jié)構(gòu)
  5.6  敏捷制造(AM)
    5.6.1  AM的基本概念
    5.6.2  AM的使能技術(shù)
    5.6.3  AM的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
    5.6.4  AM的三大支柱
  5.7  網(wǎng)絡(luò)制造(NM)
    5.7.1  NM的基本概念
    5.7.2  NM的組成結(jié)構(gòu)
    5.7.3  NM的關(guān)鍵技術(shù)
    5.7.4  NM的發(fā)展趨勢
  5.8  綠色制造(GM)
    5.8.1  GM的基本概念
    5.8.2  GM的體系結(jié)構(gòu)
    5.8.3  GM的研究內(nèi)容
  知識梳理與總結(jié)
  思考與練習(xí)題5
附錄A  英文縮寫詞索引
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　先進(jìn)制造技術(shù)及其主要特點(diǎn)　　1.1.1　制造、制造技木、制造業(yè)與現(xiàn)代制造業(yè)背景　　制造（Manufacturing）是利用制造資源（設(shè)計方法、工藝、設(shè)備和人力等）將材料“轉(zhuǎn)變”為有用的物品的過程。制造是一個很大的概念。按制造的連續(xù)性可分為連續(xù)制造（如化工產(chǎn)品的制造）和離散制造（如家電產(chǎn)品的制造）；按行業(yè)又可分為機(jī)械制造、食品制造、化工制造、IT產(chǎn)品制造等。當(dāng)今，人們對制造的概念又加以擴(kuò)充，將體系管理和服務(wù)等也納入其中。制造是人類所有經(jīng)濟(jì)活動的基石，是人類歷史發(fā)展和文明進(jìn)步的動力?！　≈圃旒夹g(shù)（Manufacturing Technology）是指制造活動所涉及的一系列技術(shù)總稱，是提高產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵，也是制造業(yè)賴以生存和發(fā)展的主體技術(shù)。傳統(tǒng)的制造技術(shù)僅強(qiáng)調(diào)工藝方法和加工設(shè)備?，F(xiàn)代的制造技術(shù)不僅重視工藝方法和設(shè)備，還注重設(shè)計方法、生產(chǎn)組織模式、制造與環(huán)境和諧統(tǒng)一、制造的可持續(xù)性，以及制造技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)的交叉和融合，甚至還涉及制造技術(shù)與制造全球化、貿(mào)易自由化、軍備競爭等?！　≈圃鞓I(yè)是將可用資源（包括能源）通過制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。它涉及國民經(jīng)濟(jì)的大量行業(yè)，如機(jī)械、電子、化工、食品、軍工，等等。制造業(yè)已成為創(chuàng)造人類財富的支柱產(chǎn)業(yè)，是人類社會物質(zhì)文明和精神文明的基礎(chǔ)。制造能力也是人類區(qū)別于其他生物的一個重要特征?！　?hellip;…

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