現代製造技術（第二版）

第1章緒論1
1.1現代製造技術的內涵1
1.1.1現代製造技術的定義1
1.1.2現代製造技術的內涵及其組成技術2
1.2現代製造技術的構成2
1.2.1現代製造技術的分類2
1.2.2現代製造技術的體系結構3
1.3現代製造技術發展現狀4
1.4本課程的主要內容和學習方法6
習題與思考題7

第2章現代製造工藝技術8
2.1超高速切削技術8
2.1.1超高速切削技術的內涵8
2.1.2超高速切削技術的特點9
2.1.3超高速切削技術的應用10
2.1.4超高速切削加工的關鍵技術11
2.2高效磨削技術13
2.3精密和超精密加工技術16
2.3.1精密和超精密加工方法及其分類16
2.3.2金剛石刀具超精密切削加工18
2.3.3精密和超精密磨削加工20
2.4微細加工技術27
2.4.1微細加工技術的概念和特點27
2.4.2常用的微細加工工藝27
2.4.3納米加工技術30
2.5快速製造技術31
2.5.1快速製造的定義與特點31
2.5.2快速製造工藝方法32
2.5.3快速製造技術的應用36
2.6應用案例38
2.6.1超高速切削技術應用案例38
2.6.2超精密加工技術應用案例39
2.6.3微細加工技術應用案例40
2.6.4快速製造技術應用案例41
習題與思考題43

第3章特種加工技術44
3.1概述44
3.1.1特種加工的產生和發展44
3.1.2特種加工的分類45
3.1.3特種加工的工藝特點與應用47
3.2電火花加工48
3.2.1電火花加工的特點及應用48
3.2.2電火花加工的常用術語與符號50
3.2.3電火花加工的類型52
3.2.4電火花加工的基本規律53
3.2.5電火花加工機床56
3.2.6電火花成形加工65
3.2.7電火花線切割加工74
3.3電解加工和電解磨削79
3.3.1電解加工的特點及應用79
3.3.2電解磨削的特點及應用81
3.4鐳射加工技術82
3.4.1鐳射加工及其設備82
3.4.2鐳射加工工藝及其應用84
3.5其他特種加工86
3.5.1電子束加工86
3.5.2離子束加工88
3.5.3超聲波加工89
3.5.4水射流切割90
3.5.5磨料噴射加工91
3.5.6化學加工92
3.6應用案例93
3.6.1冷沖模的電火花加工要點93
3.6.2排孔、小方孔篩網的特種加工95
習題與思考題97

第4章自動化製造系統98
4.1柔性製造系統98
4.1.1概述98
4.1.2FMS的組成99
4.1.3FMS的分類與應用103
4.1.4FMS的發展104
4.2電腦集成製造系統105
4.2.1概述105
4.2.2CIMS的組成與體系結構107
4.2.3CIMS的現狀與發展110
4.2.4CIMS在企業的實施方法112
4.3智慧製造系統113
4.3.1智慧製造系統的內涵113
4.3.2智慧製造系統的關鍵技術115
4.3.3智慧製造系統的架構118
4.4應用案例122
4.4.1帶自動輸送刀具的箱體零件加工FMS122
4.4.2電腦集成製造系統應用實例128
4.4.3智慧製造系統在飛機裝配中的應用135
習題與思考題142

第5章現代生產與管理模式143
5.1成組技術(GT)143
5.1.1成組技術原理與相似性143
5.1.2零件的分類編碼系統144
5.1.3零件分類成組148
5.1.4成組技術的應用151
5.2電腦輔助工藝過程設計(CAPP)153
5.2.1CAPP的基本概念153
5.2.2CAPP系統中零件資訊的描述153
5.2.3CAPP系統的類型及應用154
5.2.4國內常用的CAPP軟體156
5.3精益生產(LP)158
5.3.1精益生產的特徵與體系158
5.3.2精益生產的應用159
5.4敏捷製造(AM)160
5.4.1敏捷製造的內涵及特點160
5.4.2敏捷製造的關鍵技術162
5.4.3實施敏捷製造的流程163
5.5並行工程(CE)164
5.5.1並行工程的概念164
5.5.2並行工程的特點及效益165
5.5.3並行工程的關鍵技術166
5.5.4並行工程的發展和應用167
5.6虛擬製造(VM)168
5.6.1虛擬製造的產生與發展168
5.6.2虛擬製造技術的內涵170
5.6.3虛擬製造的關鍵技術172
5.6.4虛擬製造的應用與發展173
5.7應用案例175
5.7.1成組技術在瀋陽第一機床廠的應用175
5.7.2開目CAPP在上海鍋爐廠的應用175
5.7.3精益生產在衛星生產集成化中的應用178
5.7.4面向敏捷製造的產品快速設計181
5.7.5鐵路貨車產品開發並行工程184
5.7.6虛擬製造在汽車覆蓋件模具製造中的應用186
習題與思考題188

第6章面向可持續發展的綠色製造189
6.1綠色製造189
6.1.1綠色製造的概念、內涵與發展189
6.1.2綠色製造的內容體系192
6.2綠色設計194
6.2.1綠色設計的實施過程194
6.2.2綠色設計與傳統設計的區別195
6.2.3綠色設計的環境協調原則195
6.2.4生命週期評價196
6.2.5面向產品生命週期的設計197
6.3清潔生產202
6.3.1節省材料技術202
6.3.2節省能源技術204
6.3.3環境友好技術205
6.4再資源化技術207
6.4.1拆卸工藝及工具207
6.4.2再製造工程208
6.4.3材料再資源化技術210
6.4.4逆向物流技術211
6.5綠色製造應用案例212
習題與思考題213

第7章現代製造技術與新型製造業的發展趨勢214
7.1現代製造技術的發展趨勢214
7.1.1高速高效加工領域發展趨勢215
7.1.2超精密加工領域發展趨勢216
7.1.3微納製造領域發展趨勢216
7.1.4特種加工技術領域發展趨勢217
7.1.5未來製造系統的發展趨勢218
7.2“互聯網+製造業”發展趨勢220
7.2.1國外“互聯網+製造業”的主要模式220
7.2.2“互聯網+”給中國製造業帶來的新變化222
7.2.3中國“互聯網+製造業”的未來展望223
習題與思考題224
參考文獻225

製造業作為一個國家國民經濟的支柱產業，是國家創造力、競爭力和綜合國力的重要體現，也是一個國家實現可持續發展的動力源泉。現代製造技術以傳統機械製造技術為基礎，並伴隨電腦、資訊處理、自動化、材料、能源、環保、管理、人工智慧等技術的進步而不斷發展變化，其內容和體系在新科技、新理念的不斷湧現過程中得以更新、充實和發展。

當前，再工業化浪潮席捲全球，2012年，美國國家科學技術委員會發佈了《國家先進製造戰略規劃》；2013年，德國提出了“工業4.0”。面對國際先進製造形勢的挑戰，也於2015年提出制定“互聯網+”行動計畫，推動移動互聯網、雲計算、大資料、物聯網等與現代製造業結合；2015年5月，國務院正式印發了《中國製造2025》。在新的國際國內環境下，政府立足於國際產業變革大勢，做出了全面提升中國製造業發展品質和水準的重大戰略部署，目的是通過10年的努力，使中國邁入製造強國行列。《現代製造技術》（第二版）正是在這一背景下編寫完成的。

在本書編寫過程中，編者考慮到高職學生的特點，沒有刻意追求理論的廣度和深度，而是努力做到突出現代製造技術的職業要求和可持續發展的理念。在內容取捨上，本書不但編入了超高速、超精密加工等比較成熟的工藝方法，而且編入了近年來逐步發展起來的一些新技術、新方法，諸如納米製造技術、磨料噴射加工技術、幹切削技術等，從而體現實用性與前瞻性的結合。本書收入了許多實物照片、大量的圖表和應用案例，敘述力求做到深入淺出、通俗易懂，在每一章的後面都附有習題與思考題，以滿足高職院校機械類和近機類專業學生的學習要求。

本書主要論述了現代製造技術的體系構成、工藝方法、管理理念、發展趨勢等知識。全書共分為7章，具體內容概述如下。

第1章概括介紹了現代製造技術的內涵、構成、發展現狀，以及課程的主要內容和學習方法。

第2章介紹了現代製造工藝技術，主要包括超高速切削技術、高效磨削技術、精密和超精密加工技術、微細加工技術和快速製造技術。

第3章介紹了特種加工技術，包括其產生、發展、分類，電加工技術、電化學加工技術、鐳射加工技術和能量流加工技術等。

第4章主要介紹了柔性製造系統、電腦集成製造系統和智慧製造系統的內涵、構成、分類以及應用。

第5章介紹了現代生產和管理的主要模式，包括成組技術、電腦輔助工藝過程設計、精益生產、敏捷製造、並行工程和虛擬製造。

第6章重點介紹了綠色製造的內涵、體系組成，綠色設計，清潔生產和再資源化技術等。

第7章對現代製造技術的發展趨勢、“互聯網+製造業”帶來的新變化進行了分析和預測。

本書由牛同訓擔任主編，劉溫聚、陳洪玉、牛敏、王恩海擔任副主編；參加編寫的人員還有陳衛、王秀梅。編者具體分工是：牛同訓編寫第1、2章並負責統稿，陳洪玉編寫第3章，牛敏編寫第4章，劉溫聚編寫第5章，王恩海編寫第6章，陳衛、王秀梅編寫第7章。全書由山東工業職業學院孔凡傑教授主審。

在本書的編寫過程中，得到了東南大學機械工程學院湯文成教授和山東工業職業學院解先敏教授的關心和支持，在此一併表示感謝。

由於現代製造技術是一門新興的、多學科交叉融合的先進技術，目前尚未形成完整的理論體系，許多問題仍處在發展和探索當中，加之編者水準有限，書中疏漏之處在所難免，懇請讀者指正。

編者
2018年1月