先進制造技術在傳統(tǒng)制造技術的基礎上融合計算機技術、信息技術、自動控制技術及現(xiàn)代管理理念等,所涉及的內容非常廣泛,體現(xiàn)學科交叉融合的新工科先進理念。本書圍繞先進制造技術的多個主題,系統(tǒng)地介紹各先進制造技術的基本知識、關鍵技術及其在實際中的應用等,共5章,主要內容包括:先進制造技術的概念、體系結構及發(fā)展趨勢;先進設計技術;先進制造工藝技術;制造自動化技術;先進制造生產模式等。本書配套電子課件、習題參考答案等。
前 言
先進制造技術是制造業(yè)不斷吸收信息技術及現(xiàn)代化管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產,提高對動態(tài)多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。先進制造技術是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要基礎技術之一,對我國的制造業(yè)發(fā)展有著舉足輕重的作用,體現(xiàn)學科交叉融合的新工科先進理念。
本書共5章,主要內容包括:先進制造技術的概念、體系結構及發(fā)展趨勢;先進設計技術;先進制造工藝技術;制造自動化技術;先進制造生產模式。各章節(jié)既有聯(lián)系,又有一定的獨立性。
本書力求語言簡練,條理清晰,深入淺出。盡可能做到理論性與實用性相結合,在一些先進制造技術的后面,給出了一些應用實例。本書配套電子課件、習題參考答案等教輔資源,請登錄華信教育資源網(wǎng)(http://www.hxedu.com.cn)注冊下載。
本書可作為高等院校機械工程及自動化專業(yè)教材,也適用于與制造工程領域相關的其他專業(yè),也可作為制造行業(yè)的工程技術人員、管理人員閱讀參考之用。
本書由湖南工業(yè)大學劉忠偉、鄧英劍任主編,陳維克、鄧根清任副主編,長者學者特聘教授、中南大學機電學院黃明輝教授任主審。第一章、第四章由劉忠偉編寫,第二章由鄧英劍教授編寫,第三章由陳維克教授編寫,第五章由鄧根清副教授編寫。全書由劉忠偉統(tǒng)稿,由黃明輝教授審閱,并對初稿提出了許多寶貴意見,在此謹表謝意。
湖南工程學院的鄧奕教授也對本書提出了許多寶貴的意見和建議,在此一并表示衷心的感謝。
由于先進制造技術所涉及的內容極其廣泛、學科跨度大,同時發(fā)展迅猛,加之編者資料與水平有限,書中難免會存在一些錯誤與不足之處,敬請專家及讀者批評指正。
作 者
2017年8月
劉忠偉,男,胡南工業(yè)大學機械工程學院教授,二十余年來長期從事高等學校機械類專業(yè)課程的一線教學工作,主持和承擔多項國家級和省部級重點科研項目,出版多部著作。
目 錄
第一章 緒 論1
第一節(jié) 制造、制造業(yè)及制造技術1
一、制造、制造技術和制造業(yè)的定義1
二、傳統(tǒng)制造業(yè)及其技術的發(fā)展2
三、現(xiàn)代制造及其技術的發(fā)展3
第二節(jié) 先進制造技術的內涵及體系結構4
一、先進制造技術產生的背景4
二、先進制造技術(AMT)的定義5
三、先進制造技術的內涵及技術構成5
四、先進制造技術的特點6
五、先進制造技術的體系結構7
六、先進制造技術的分類8
第三節(jié) 先進制造技術的發(fā)展10
一、各國先進制造技術發(fā)展概況10
二、我國先進制造技術的發(fā)展狀況13
三、先進制造技術的發(fā)展趨勢15
復習思考題20
第二章 先進設計技術21
第一節(jié) 概述21
一、先進設計技術的定義21
二、先進設計技術的特點21
三、先進設計技術的技術體系22
第二節(jié) 計算機輔助設計(Computer Aided Design,CAD)23
一、CAD的定義23
二、CAD系統(tǒng)的基本功能23
三、CAD系統(tǒng)的組成24
四、CAD系統(tǒng)的建模技術25
第三節(jié) 可靠性設計(Reliability Design,RD)27
一、可靠性的定義27
二、可靠性設計的主要內容28
三、可靠性設計的常用指標28
四、系統(tǒng)的可靠性設計30
第四節(jié) 反求工程(Reverse Engineering,RE)33
一、反求工程的含義33
二、反求工程的研究內容34
三、反求工程的關鍵技術和相關技術35
第五節(jié) 并行工程(Concurrent Engineering,CE)37
一、并行工程的產生37
二、并行工程的定義及運行特性39
三、并行工程的體系結構及關鍵技術41
第六節(jié) 綠色設計(Green Design,GD)44
一、綠色設計的概念和內涵44
二、綠色設計的設計原則及其主要內容44
復習思考題47
第三章 先進制造工藝技術48
第一節(jié) 概述48
一、機械制造工藝技術的定義和內涵48
二、先進制造工藝技術的定義及內容49
三、先進制造工藝技術的特點50
第二節(jié) 超精密加工技術50
一、概述50
二、超精密車削技術51
三、超精密磨削和磨料加工技術52
第三節(jié) 高速切削技術56
一、概述56
二、高速切削的關鍵技術57
三、高速切削的應用60
第四節(jié) 生物制造技術63
一、生物制造的概念63
二、生物制造研究的主要內容及方向64
第五節(jié) 非傳統(tǒng)加工技術66
一、概述66
二、電火花加工67
三、高能束加工69
四、復合加工76
五、水噴射加工79
第六節(jié) 快速原型制造技術81
一、概述81
二、快速原型制造技術的工藝方法84
三、快速原型制造技術的應用96
四、快速原型制造技術的發(fā)展趨勢100
復習思考題102
第四章 制造自動化技術103
第一節(jié) 概述103
一、制造自動化技術內涵103
二、制造自動化技術的發(fā)展歷程104
三、制造自動化技術的發(fā)展趨勢104
第二節(jié) 工業(yè)機器人105
一、概述105
二、工業(yè)機器人的機械結構112
三、工業(yè)機器人的驅動系統(tǒng)115
四、工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)與編程116
五、工業(yè)機器人用傳感器122
六、工業(yè)機器人技術的發(fā)展趨勢127
第三節(jié) 柔性制造系統(tǒng)(FMS)技術128
一、概述128
二、FMS的加工系統(tǒng)132
三、FMS的物料運儲系統(tǒng)138
四、FMS的刀具管理系統(tǒng)146
五、FMS的控制系統(tǒng)152
復習思考題154
第五章 先進制造生產模式156
第一節(jié) 概述156
一、先進制造生產模式的本質和創(chuàng)立基點156
二、先進生產模式的戰(zhàn)略目標157
第二節(jié) 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)157
一、CIMS的基本概念及其發(fā)展概況157
二、CIMS的基本組成、體系結構及其關鍵技術161
三、CIMS工程的設計與實施170
第三節(jié) 敏捷制造(AM)173
一、敏捷制造產生的背景173
二、敏捷制造的定義174
三、敏捷制造的組成174
四、敏捷制造實施模式175
第四節(jié) 智能制造(IM)179
一、智能制造的提出179
二、智能制造的定義180
三、智能制造系統(tǒng)的特征181
四、智能制造系統(tǒng)的構成及典型結構182
五、智能制造系統(tǒng)的主要支撐技術183
第五節(jié) 綠色制造(GM)183
一、綠色制造的提出183
二、綠色制造的定義及特點184
三、綠色制造的主要研究內容185
四、綠色制造的發(fā)展趨勢191
第六節(jié) 虛擬制造(VM)193
一、虛擬制造的定義及特點193
二、虛擬制造的關鍵技術194
三、虛擬制造系統(tǒng)200
第七節(jié) 精良生產(LP)202
一、精良生產提出的背景202
二、精良生產的含義203
三、精良生產的體系結構及其特點203
四、準時制生產205
復習思考題209
參考文獻210