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1　先进制造技术概述1

1.1　制造与制造业1

1.1.1　制造与制造业的概念1

1.1.2　制造技术的进展2

1.2　先进制造技术的产生背景与定义3

1.2.1　先进制造技术产生的背景3

1.2.2　先进制造技术的定义3

1.2.3　先进制造技术的进展概况4

1.3　先进制造技术的特点和体系结构5

1.3.1　先进制造技术的特点5

1.3.2　先进制造技术的体系结构6

1.3.3　先进制造技术的分类8

1.4　先进制造技术的基础理论9

1.4.1　制造科学的概念9

1.4.2　制造中的计算机几何10

1.4.3　制造中的信息学方法11

1.4.4　制造中的计算智能11

1.5　先进制造技术的应用和发展13

2　现代设计技术15

2.1　计算机辅助设计15

2.1.1 CAD概况15

2.1.2　CAD系统的功能与组成16

2.1.3　CAD的工作过程19

2.1.4　CAD造型技术20

2.1.5　参数化与变量化设计技术27

2.2　计算机辅助工程32

2.2.1　有限元分析法32

2.2.2　计算机仿真技术35

2.3　计算机辅助工艺设计37

2.3.1　CAPP概述37

2.3.2　CAPP系统中的零件信息描述40

2.3.3　派生型CAPP系统42

2.3.4　创成型CAPP系统44

2.3.5　CAPP系统的发展趋向47

2.4　面向X的设计48

2.4.1　概述48

2.4.2　面向制造的设计49

2.4.3　面向质量的设计57

2.4.4　面向成本的设计61

2.5　绿色设计63

2.5.1　绿色设计的产生背景63

2.5.2　绿色产品64

2.5.3　绿色设计的定义65

2.5.4　绿色设计的主要内容67

2.5.5　产品的绿色制造过程69

2.6　价值工程71

2.6.1　价值工程的概念71

2.6.2　设计阶段引入价值工程的意义73

2.6.3　价值工程的工作程序73

2.7　模块化设计77

2.7.1　模块化设计的基本概念和方法77

2.7.2　模块化系统的分类78

2.7.3　模块化设计的步骤79

2.7.4　模块化设计的关键环节81

2.7.5　模块化设计的发展82

2.8　动态设计82

2.8.1　动态设计的概念82

2.8.2　动态分析83

2.8.3　动态设计的内容与流程86

3　先进成形制造技术89

3.1　精密铸造成形技术89

3.1.1　消失模精密铸造技术89

3.1.2　半固态金属铸造技术92

3.1.3　压力铸造新技术95

3.1.4　反重力铸造新技术96

3.2　精密塑性成形技术98

3.2.1　金属塑性成形方法的分类98

3.2.2　精确塑性体积成形98

3.2.3　金属板料数字化成形技术101

3.3　激光焊接成形技术106

3.3.1　概述106

3.3.2　激光焊接技术的特点107

3.3.3　激光焊接设备108

3.3.4　特种材料的激光焊接成形技术109

3.3.5　激光焊接过程的监测与控制110

3.3.6　激光焊接成形技术的应用114

3.4　材料成形仿真技术116

3.4.1　概述116

3.4.2　铸造过程模拟仿真116

3.4.3　塑性成形模拟仿真119

3.4.4　焊接成形仿真120

3.5　快速成形技术121

3.5.1　快速成形技术的基本原理121

3.5.2　快速成形技术的特点122

3.5.3　典型快速成形工艺123

4　先进制造工艺技术132

4.1　精密与超精密加工技术132

4.1.1　概述132

4.1.2　影响精密和超精密加工的主要因素133

4.1.3　精密和超精密加工机床134

4.1.4　使用金刚石刀具的超精密切削技术137

4.2　微制造技术142

4.2.1　微系统的概念142

4.2.2　微系统的关键技术142

4.2.3　微制造中的成形技术142

4.2.4　微制造中的材料沉积技术143

4.2.5　微制造中的材料去除技术144

4.2.6　超声波微细加工147

4.3　高速切削技术149

4.3.1 概述149

4.3.2　高速切削的特点150

4.3.3　高速切削的关键技术150

4.3.4　高速切削技术的应用152

4.4　高速磨削技术153

4.4.1　高速磨削的概念及优势153

4.4.2　高速磨削的相关技术153

4.4.3　高速磨削的应用情况156

4.5　振动切削技术157

5　制造自动化160

5.1　制造自动化系统的定义与特点160

5.1.1 自动化制造系统的定义160

5.1.2 自动化制造系统的特点、适用范围161

5.2 自动化制造系统的组成165

5.2.1 自动化加工设备165

5.2.2　工件储运系统168

5.2.3　刀具准备及储运系统174

5.2.4　检测与监控系统176

5.2.5　辅助设备178

5.2.6 自动化制造系统的控制系统180

5.3　网络化制造技术182

5.3.1 网络化制造系统及其体系结构182

5.3.2　网络化制造系统的关键技术186

5.3.3　网络化制造集成平台186

5.3.4　数控加工网络化制造技术188

5.3.5 网络化的CAD技术189

5.3.6 网络化的CAM技术190

5.3.7 网络化的CAPP技术192

5.4　虚拟制造技术194

5.4.1 虚拟制造的定义与分类194

5.4.2　虚拟制造与有关概念的关系194

5.4.3　虚拟制造的关键技术195

5.4.4　虚拟制造系统的功能197

5.4.5　虚拟制造系统的体系结构198

5.4.6　虚拟数控加工的功能199

5.4.7　虚拟数控加工系统的体系结构201

5.4.8　虚拟制造技术的应用202

5.5　新一代自动化加工装备技术202

5.5.1　虚拟轴机床202

5.5.2　可重构机床213

6　先进制造的模式与管理技术219

6.1　先进制造模式的特征与作用219

6.1.1　制造模式的概念219

6.1.2　制造模式的演变219

6.1.3　先进制造模式的提出220

6.1.4　先进制造模式的主要特征221

6.1.5　先进制造模式的作用221

6.2　成组技术222

6.2.1　成组技术产生的背景222

6.2.2　成组技术的原理222

6.2.3　零件的分类编码222

6.2.4　成组加工工艺224

6.2.5　成组加工生产的组织形式225

6.2.6　成组技术的成效225

6.3　精益生产226

6.3.1　精益生产的背景226

6.3.2　精益生产的基本特征227

6.3.3　精益生产中人的因素231

6.3.4　精益生产的基本框架232

6.3.5　精益生产与传统生产方式的比较233

6.3.6　精益生产的实际应用效果233

6.4　敏捷制造235

6.4.1　敏捷制造出现的背景235

6.4.2　敏捷制造的主要思想236

6.4.3　敏捷制造的关键技术237

6.4.4　敏捷制造的研究与应用238

6.5　计算机集成制造239

6.5.1　CIM的概念239

6.5.2　CIMS的概念239

6.5.3　CIMS的基本要素240

6.5.4　CIMS中的信息集成241

6.5.5　CIMS的构成242

6.5.6　CIMS体系结构246

6.6　智能制造247

6.7　产品数据管理（PDM）249

6.7.1 引入PDM的意义249

6.7.2　PDM的基本概念250

6.7.3　PDM系统的体系结构251

6.7.4　PDM软件系统的功能251

6.7.5　PDM的发展趋势256

参考文献258