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目录 1

前言 1

第1章 绪论 1

1.1 先进制造技术内涵与特征 1

1.1.1　先进制造技术的定义 1

1.1.2　先进制造技术的构成 1

1.1.3　先进制造技术的分类 2

1.2　制造业的历史与发展 3

1.3　科学技术的发展与制造业的变革 5

1.4　先进制造技术的发展趋势 7

第1章　参考文献 10

2.1.1　制造自动化技术的概念 11

2.1 概述 11

第2章　制造自动化技术 11

2.1.2　制造自动化技术的发展历程及现状 12

2.1.3　制造自动化技术的研究内容 12

2.1.4　制造自动化技术的发展趋势 13

2.2　现代数控加工技术 14

2.2.1　数控加工技术的发展历程 14

2.2.2　CNC系统的组成和结构特点 15

2.2.3　数控加工技术的发展趋势 16

2.3　超高速加工技术 17

2.3.1　超高速加工技术的内涵和范围 17

2.3.2　超高速加工的机制 17

2.3.3　超高速加工技术的优越性 18

2.3.4　超高速切削机床 20

2.3.5　超高速切削的刀具技术 23

2.4 自动化装配技术 24

2.4.1　装配机的结构形式 25

2.4.2　装配设备 28

2.5　计算机集成制造技术——CIMS 34

2.5.1　CIMS的定义 35

2.5.2　CIMS的基本组成 35

2.5.3　CIMS的信息集成技术 36

2.6　网络化制造技术 37

2.6.1　概念与定义 37

2.6.2　内涵与特征 38

2.6.3　网络化制造平台的类型 39

2.6.4　运行支撑技术 39

2.6.6　网络化制造的技术体系 40

2.6.5　运行管理策略 40

2.6.7　网络化制造研究现状 41

第2章　参考文献 42

第3章　微细加工技术 44

3.1　微机械及微细加工技术的概念与特点 44

3.1.1　微机械及其特征 44

3.1.2　微细加工技术的概念与特点 48

3.2　微细加工工艺方法 48

3.2.1　电子束加工技术 48

3.2.2　离子束加工技术 53

3.2.3　激光束加工技术 60

3.2.4　光刻加工技术 69

3.2.7　牺牲层技术 71

3.2.6　面刻蚀加工技术 71

3.2.5　体刻蚀加工技术 71

3.2.8　外延生长技术 72

3.3　大规模集成电路的制作技术 72

3.4　微细加工技术的研究现状和发展趋势 74

3.4.1　微型机械加工技术的国外发展现状 74

3.4.2　微型机械加工技术的国内现状 75

3.4.3　微型机械加工技术的发展趋势 75

3.5　微细加工技术的关键技术 76

3.6　微细加工技术的应用 77

第3章　参考文献 78

4.1　概述 80

4.1.1　快速原型技术的基本原理 80

第4章　快速原型技术 80

4.1.2　快速原型技术的典型方法 81

4.1.3　RP技术的特点 84

4.2　快速原型的软件系统 84

4.2.1 产品三维模型构造及其近似处理 84

4.2.2　分层处理软件 85

4.2.3　成形控制软件 86

4.3　光固化成形（SLA）工艺 86

4.3.1　系统组成 86

4.3.2　成形工艺过程 87

4.3.3　SLA材料 88

4.3.4　SLA工艺特点 89

4.3.5　SLA工艺应用案例 89

4.4.1 系统组成 90

4.4　叠层实体制造（LOM）工艺 90

4.4.2　成形工艺过程 91

4.4.3　LOM材料 92

4.4.4　LOM工艺特点 92

4.4.5　LOM工艺应用案例 92

4.5　选择性激光烧结（SLS）工艺 93

4.5.1　系统组成 93

4.5.2　成形工艺过程 94

4.5.3　SLS材料 94

4.5.4　SLS工艺特点 95

4.5.5　SLS工艺应用案例 95

4.6　熔融沉积制造（FDM）工艺 96

4.6.1　系统组成 96

4.6.2　成形工艺过程 97

4.6.3　FDM材料 102

4.6.4　FDM工艺特点 102

4.6.5　FDM工艺应用案例 102

4.7　快速原型技术的应用 103

4.7.1　RP技术在新产品开发中的应用 104

4.7.2　基于RP的快速模具技术 106

4.7.3　RP技术在医学领域中的应用 109

4.7.4　RP技术在铸造领域中的应用 110

4.8　快速原型技术的发展趋势 110

4.8.1　RP产业面临的困难 110

4.8.2　当前RP技术的发展趋势 111

4.8.3　RP技术的未来 112

第4章　参考文献 113

5.1.1 工业机器人的概念 114

5.1.2　工业机器人的基本组成和结构特点 114

5.1　概述 114

第5章　工业机器人 114

5.1.3　工业机器人的分类 115

5.1.4　工业机器人的基本参数和性能指标 116

5.2　工业机器人的机械结构设计 117

5.2.1　机器人机型评价 117

5.2.2　机器人的臂部结构 118

5.2.3　机器人的腕部结构 118

5.2.4　机器人的手部结构 121

5.3　工业机器人运动学和动力学分析 122

5.3.1　工业机器人运动学分析 122

5.3.2　工业机器人动力学分析 125

5.4.1　工业机器人的轨迹规划 127

5.4　工业机器人轨迹规划和控制 127

5.4.2　工业机器人的控制 131

5.5　工业机器人的感觉技术 133

5.6　工业机器人在现代制造业中的应用 136

5.6.1　焊接机器人 136

5.6.2　喷漆机器人 137

5.6.3　装配机器人 137

5.6.4　搬运机器人 139

5.7　工业机器人技术的发展趋势 139

第5章　参考文献 140

第6章　虚拟制造技术 141

6.1　概述 141

6.1.1　虚拟制造的定义 141

6.1.2　虚拟制造的分类 141

6.1.3　虚拟制造系统的体系结构 142

6.1.4　虚拟制造的关键技术 144

6.1.5　虚拟制造技术在制造业中的应用 146

6.2　虚拟产品建模技术 147

6.2.1　几何建模技术 147

6.2.2　特征建模技术 152

6.2.3　参数化和变量化建模技术 152

6.3　虚拟样机技术 155

6.3.1　虚拟样机技术概述 155

6.3.2　虚拟样机技术的理论基础 157

6.3.3　虚拟样机仿真分析流程 161

6.3.4　虚拟样机技术仿真分析举例 162

6.4.1　虚拟加工的涵义 166

6.4.2　虚拟加工环境 166

6.4　虚拟加工技术 166

6.4.3　数控代码的翻译 167

6.4.4　加工过程仿真 168

6.5　虚拟装配技术 170

6.5.1　虚拟装配的基本概念 170

6.5.2　虚拟装配的信息表达 171

6.5.3　虚拟装配规划技术 172

6.5.4　装配工艺规划后处理 173

6.5.5　虚拟装配系统应用实例 173

第6章　参考文献 175

第7章　纳米技术 177

7.1　概述 177

7.1.1　纳米材料定义及分类 177

7.1.2　纳米技术及其重要性 178

7.1.3　纳米技术的发展及应用 179

7.2　纳米材料结构与性能 182

7.2.1　纳米材料的结构 182

7.2.2　纳米材料的性能 186

7.3　纳米材料的制备 188

7.3.1　制备方法的分类 188

7.3.2　纳米材料的制备方法 188

7.4　纳米级测量技术 198

7.4.1　纳米级测量方法简介 198

7.4.2　Fabry-Perot标准具的测量技术 199

7.4.3　X射线干涉测量技术 199

7.4.4　扫描隧道显微测量技术 199

7.4.5　微观表面形貌的扫描探针测量和其他扫描测量技术 203

7.5.2　纳米级加工精度 205

7.5.1　纳米级加工的物理实质 205

7.5　纳米级加工技术 205

7.5.3　纳米加工中的LIGA技术 206

7.5.4　原子级加工技术 206

第7章　参考文献 208

第8章　压电驱动与控制技术 210

8.1　概述 210

8.1.1　压电驱动与控制技术的形成与发展 210

8.1.2　压电驱动器的基本原理与构成 211

8.1.3　压电驱动器的特点及其应用 211

8.2　压电马达 212

8.2.1　行波型压电马达 212

8.2.2　超声波驻波马达 219

8.2.3　非接触超声波马达 224

8.3　压电泵 228

8.3.1　有阀压电泵 229

8.3.2　无阀压电薄膜泵 230

8.3.3　压电超声泵 232

8.3.4　多腔体有阀压电泵 232

8.4　压电开关阀与压电伺服阀 236

8.4.1　压电型前置驱动器 236

8.4.2　压电型高速开关阀 238

8.4.3　压电型电液伺服阀 238

8.5　压电型精密驱动装置 242

8.5.1　直动式精密微位移驱动器 243

8.5.2　步进式精密驱动器 243

8.5.3　惯性冲击式精密位移驱动器 248

第8章　参考文献 253

9.1　绿色制造的基本概念 256

第9章　绿色制造技术 256

9.2　绿色设计 258

9.2.1　绿色设计的概念和内涵 258

9.2.2　绿色设计策略 259

9.2.3　绿色设计的基本步骤和方法 260

9.3　清洁生产 262

9.3.1　清洁生产的定义和内涵 262

9.3.2　清洁生产的实现方法 263

9.3.3　绿色包装 265

9.4　绿色再制造技术 265

9.5　虚拟绿色制造技术 268

9.6　绿色制造的发展趋势 269

第9章　参考文献 270

信息反馈表 273