本书以先进制造工艺为主线，汇集了编者多年来从事先进制造工艺的最新成就和经验，结合国家的重大需求及国内外先进制造工艺技术的最新发展趋势，在973计划项目(2009CB724202、2009CB724401)、国家自然科学基金项 目 (50875138)以及山东省自然科学基金重点项目(Z2008F11、ZR2009FZ007)的支持下开展的研究工作并参考国内外相关文献的基础上编写而成。本书主要内容包括先进制造工艺产生的背景及发展趋势、先进材料成形技术、快速成形制造技术、高效切削/磨削加工技术、精密/超精密加工技术、特种加工技术、微纳米制造技术和光电子制造技术等。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 制造技术的发展及对国民经济的贡献 1
1.1.1 制造的相关概念 1
1.1.2 制造业发展的历程 2
1.1.3 制造业对国民经济发展的贡献 3
1.2 制造业的变革及面临的挑战 6
1.2.1 制造业的变革 6
1.2.2 制造业面临的挑战 7
1.3 制造技术给制造业带来的变革 8
1.4 先进制造技术的提出和进展 9
1.4.1 先进制造技术产生的背景 9
1.4.2 先进制造技术在我国的进展 10
1.5 先进制造技术的内涵和特点 12
1.5.1 先进制造技术的定义 12
1.5.2 先进制造技术的特点 12
1.6 先进制造技术的体系结构及分类 13
1.6.1 先进制造技术的体系结构 13
1.6.2 先进制造技术的分类 13
1.7 先进制造技术的发展趋势 15
1.8 制造工艺的内涵及体系结构 17
1.8.1 制造工艺的定义 17
1.8.2 制造工艺的体系结构 17
1.9 先进制造工艺技术的发展趋势 19
参考文献 22
第2章 先进材料成形技术 24
2.1 概述 24
2.1.1 材料成形技术的内涵 24
2.1.2 材料成形技术的特点 24
2.1.3 近净成形技术 25
2.2 精密洁净铸造成形技术 25
2.2.1 熔模精密铸造 25
2.2.2 消失模精密铸造 26
2.2.3 金属型铸造 27
2.2.4 压力铸造 28
2.2.5 低压铸造 29
2.2.6 离心铸造 29
2.2.7 陶瓷型铸造 30
2.2.8 半固态铸造成形 31
2.3 精确高效材料塑性的成形技术 32
2.3.1 精密塑性成形方法的分类 32
2.3.2 精密模锻 33
2.3.3 挤压成形 33
2.3.4 轧制成形 35
2.3.5 超塑性成形 36
2.3.6 无模多点成形 37
2.3.7 数控渐进成形 38
2.4 优质高效材料的连接技术 40
2.4.1 连接技术分类 40
2.4.2 激光焊接 40
2.4.3 复合激光焊接技术 42
2.4.4 电子束焊接技术 44
2.4.5 扩散连接技术 45
2.4.6 钎焊 47
2.5 优质低耗洁净材料的改性技术 48
2.5.1 激光表面淬火 48
2.5.2 激光熔覆技术 49
2.5.3 激光表面合金化 50
2.5.4 激光表面毛化技术 51
2.6 非金属材料的成形技术 52
2.6.1 塑料成形 52
2.6.2 橡胶成形 53
2.6.3 陶瓷成形 54
2.6.4 复合材料成形 54
参考文献 56
第3章 快速成形制造技术 58
3.1 概述 58
3.1.1 快速成形技术的内涵 58
3.1.2 快速成形技术的发展 58
3.1.3 快速成形技术的应用领域 60
3.2 快速成形原理 60
3.2.1 快速成形技术的原理 61
3.2.2 快速成形技术的特点 62
3.2.3 快速成形材料 62
3.3 快速成形技术的工艺方法 63
3.3.1 光固化立体成形 63
3.3.2 选择性激光烧结工艺 66
3.3.3 分层实体制造 67
3.3.4 熔积成形 69
3.3.5 三维印刷 69
3.4 快速制模技术 70
3.4.1 快速制模技术的内涵及发展 70
3.4.2 用快速成形直接制造模具 71
3.4.3 用快速成形间接制造模具 71
3.5 硅橡胶快速制模技术 72
3.6 金属电弧喷涂快速制模技术 72
3.6.1 金属电弧喷涂快速制模技术的优点 73
3.6.2 金属电弧喷涂快速制模的关键技术 73
3.6.3 金属电弧喷涂快速制模技术的主要研究内容 74
3.6.4 金属电弧喷涂快速制模技术的国内外发展现状 75
3.6.5 快速制模工艺的流程图 76
3.7 精密铸造模具的快速制造技术 78
3.7.1 精密铸造模具快速制造技术产生的背景 78
3.7.2 快速成形技术在快速铸造中应用 79
3.7.3 熔模精密铸造模具的快速制造 79
3.7.4 砂型精密铸造模具的快速制造 82
3.7.5 消失铸造模具的快速精密制造 82
3.7.6 陶瓷型铸造模具的快速精密制造 82
3.8 模具电火花加工电极快速制造 84
参考文献 85
第4章 高效切削/磨削加工技术 87
4.1 超高速加工技术概述 87
4.2 超高速切削加工技术 87
4.2.1 超高速切削加工技术的特点及应用 87
4.2.2 超高速切削的关键技术 89
4.2.3 超高速机床的发展现状 94
4.2.4 超高速切削加工技术的研究热点 94
4.3 高效率磨削加工技术 95
4.3.1 磨粒加工技术特点及在国民经济中的作用 95
4.3.2 高效率磨削加工技术的原理和方法 97
4.4 高速/超高速磨削加工技术 97
4.4.1 高速/超高速磨削技术的发展 97
4.4.2 高速/超高速磨削技术的特点 100
4.4.3 高速/超高速磨削关键技术 102
4.4.4 超高速磨削的科学理论问题与研究方向 110
4.5 超高速磨削技术的工业应用 110
4.5.1 高效深切磨削 110
4.5.2 快速点磨削 111
4.5.3 超高速外圆磨削 114
4.5.4 硬脆材料及难加工材料超高速磨削 114
4.6 强力磨削技术 115
4.6.1 高速强力外圆磨削 115
4.6.2 缓进给磨削 115
4.6.3 高速重负荷荒磨 116
4.7 砂带磨削技术 117
4.7.1 砂带磨削技术的内涵及特点 117
4.7.2 砂带磨削的关键技术 118
4.7.3 砂带磨削技术的应用 120
4.8 难加工材料高效磨粒加工技术 121
4.8.1 硬脆材料延性域磨削技术 121
4.8.2 硬脆材料高效率端面磨削技术 122
4.8.3 难加工材料自由磨粒加工工艺 122
4.8.4 石材的高效磨削技术 124
4.9 磨削加工数控化、自动化、智能化及虚拟化 126
4.9.1 磨削加工数控化和自动化 126
4.9.2 磨削加工智能化 127
4.9.3 磨粒加工虚拟仿真 127
4.9.4 分子动力学仿真技术在磨粒加工研究中的应用 128
4.10 先进磨削加工工艺与装备基础研究中存在的问题与差距 129
4.11 高速/超高速磨削加工工艺与装备研究热点 130
参考文献 130
第5章 精密/超精密加工技术 133
5.1 精密/超精密加工技术的内涵及特点 133
5.1.1 精密/超精密加工技术的内涵 133
5.1.2 几个重要概念 133
5.1.3 精密/超精密加工的特点 134
5.1.4 精密/超精密加工的应用 134
5.1.5 精密/超精密加工的方法及其分类 135
5.1.6 精密/超精密加工的关键技术 139
5.1.7 精密/超精密加工的发展趋势 141
5.2 金刚石刀具的超精密切削加工 141
5.3 精密/超精密砂轮磨削加工 141
5.3.1 精密/超精密砂轮磨削机理 142
5.3.2 电解在线修锐砂轮的超精密镜面磨削技术 142
5.3.3 双端面精密磨削技术 144
5.3.4 珩磨 145
5.4 精密/超精密砂带磨削 146
5.5 精密/超精密游离磨料加工 146
5.5.1 研磨和抛光 146
5.5.2 磁力研磨 148
5.5.3 磁力悬浮研磨 150
5.5.4 磁性流体研磨 151
5.5.5 磁流变抛光 152
5.5.6 磨料流加工 154
5.5.7 弹性发射加工 155
5.5.8 浮动抛光 156
5.5.9 动压浮起平面研磨 158
5.5.10 水合抛光 158
5.5.11 化学机械抛光 159
5.5.12 砂轮约束磨粒喷射光整加工 161
5.5.13 电泳磨削技术 164
5.6 精密/超精密加工技术研究热点 164
参考文献 165
第6章 特种加工技术 167
6.1 特种加工技术概述 167
6.1.1 特种加工的定义 167
6.1.2 特种加工的分类 167
6.2 电火花加工 168
6.2.1 电火花加工的机理 168
6.2.2 电火花加工的特点 169
6.2.3 电火花加工的应用 170
6.3 电火花线切割加工 171
6.3.1 电火花线切割加工的机理 171
6.3.2 高、低速走丝电火花线切割加工的比较 172
6.3.3 电火花线切割加工的特点 173
6.3.4 电火花线切割加工的应用 174
6.4 电解加工 175
6.4.1 电解加工的工作原理 175
6.4.2 电解加工的特点 175
6.4.3 电解加工的新技术 175
6.4.4 电解加工的应用 176
6.5 超声波加工 176
6.5.1 超声波加工的工作原理 176
6.5.2 超声波加工的特点及应用 177
6.6 水射流切割加工 178
6.6.1 水射流切割加工的基本原理 178
6.6.2 水射流切割加工的特点 178
6.6.3 水射流切割加工的应用 178
6.7 磨料喷射加工 178
6.7.1 磨料喷射加工的工作原理 178
6.7.2 磨料喷射加工的装置 178
6.7.3 磨料喷射加工的分类 179
6.7.4 磨料喷射加工的特点 179
6.7.5 磨料喷射加工的应用 180
6.8 激光加工 180
6.8.1 激光加工的工作原理 180
6.8.2 激光加工的特点 181
6.8.3 激光加工的应用 181
6.9 电子束加工 182
6.9.1 电子束加工的工作原理 182
6.9.2 电子束加工的特点与应用 182
6.10 离子束加工 183
6.10.1 离子束加工的工作原理 183
6.10.2 离子束加工的分类 183
6.10.3 离子束加工的特点及应用 184
6.11 电解磨削 184
6.11.1 电解磨削的工作原理 184
6.11.2 电解磨削的特点 184
6.11.3 电解磨削的应用 185
6.12 超声-电火花复合加工 185
6.13 电解-电火花复合加工 185
6.14 超声-电解复合加工 186
6.15 特种加工技术的研究热点 186
参考文献 186
第7章 微纳米制造技术 188
7.1 微纳米制造技术概述 188
7.1.1 微纳米制造技术基本概念 188
7.1.2 微纳米制造技术分类 190
7.2 Top-down微纳米加工技术 192
7.2.1 光刻工艺 192
7.2.2 刻蚀工艺 210
7.2.3 复形工艺 225
7.2.4 微细切削和特种加工技术 236
7.3 Bottom-up微纳米加工技术 242
7.3.1 自组装 242
7.3.2 外延生长 244
参考文献 248
第8章 光电子制造技术 250
8.1 光电子技术及其制造概述 250
8.1.1 光电子技术简介 250
8.1.2 光电子制造及其应用 251
8.2 LED及其制造技术 253
8.2.1 LED概述 253
8.2.2 LED分类 254
8.2.3 LED的基本特性和技术指标 255
8.2.4 LED的应用 257
8.2.5 LED的制造技术 258
8.3 激光器及其制造技术 265
8.3.1 激光器概述 265
8.3.2 激光器的工作原理 265
8.3.3 激光器的基本结构 266
8.3.4 激光器的分类 267
8.3.5 VCSEL激光器的制造 269
8.4 微电子与光电子集成技术 272
8.4.1 硅基光电子集成 272
8.4.2 微电子与光电子混合集成技术 274
参考文献 278
京公网安备 11010102004214号