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第1章 概论1

1.1 精密制造的内涵、概念和现状1

1.2 机械零件几何形状及其表面的精密制造2

1.2.1 几何形状的精密制造2

1.2.2 加工表面质量4

1.2.3 国际制造工艺的研究现状4

1.3 精密/超精密加工技术及其支撑环境5

1.4 课程目标与内容安排6

第2章 精密制造工艺基础8

2.1 加工质量的概念8

2.1.1 机械加工精度和表面质量的概念8

2.1.2 加工精度的获得方法10

2.1.3 表面质量对零件使用性能的影响13

2.2 加工误差的规律及产生因素14

2.2.1 加工误差的影响因素及分类14

2.2.2 工艺系统的几何误差（加工前）——造成切削运动几何轨迹误差的因素15

2.2.3 加工过程中物理因素引起的加工误差22

2.2.4 加工后引起的加工误差36

2.2.5 机械加工中的振动39

2.2.6 数控编程对加工精度的影响47

2.2.7 介观切削中尺度效应对加工精度的影响49

2.3 工艺系统与加工过程误差的统计规律与控制53

2.3.1 工艺系统及其误差分析53

2.3.2 加工总误差的分析计算53

2.3.3 加工误差统计方法55

2.3.4 加工误差综合分析与控制方法——机床调整66

2.4 精密加工的工艺设计67

2.4.1 机械加工工艺规程67

2.4.2 零件图和零件毛坯的确定69

2.4.3 定位基准的选择71

2.4.4 工艺路线的拟定73

2.4.5 加工余量76

2.4.6 尺寸链78

2.4.7 三维工艺设计84

第3章 加工成形的基本方法96

3.1 加工方法的原理、工具和特点96

3.1.1 机械加工工艺方法及原理96

3.1.2 机械加工工艺及工具100

3.1.3 机械加工工艺特点与加工方法选择114

3.2 精密成形加工方法及模具设计117

3.2.1 精密成形加工方法及原理117

3.2.2 模具设计与制造120

3.3 精密特种加工的原理、工具和特点122

3.3.1 精密电火花加工和电解加工122

3.3.2 激光、电子束和离子束等高能束流加工128

3.3.3 超声加工和超声辅助加工133

3.3.4 水射流加工和磨料喷射加工136

3.4 精密/超精密加工的主要工艺139

3.4.1 精密/超精密加工的概念、方法和特点139

3.4.2 精密/超精密光整加工140

3.4.3 微细/微纳米加工原理147

3.5 3D打印原理及应用149

3.5.1 3D打印原理及其特点150

3.5.2 3D打印工艺162

3.5.3 3D打印技术的应用167

第4章 机械制造装备及设计173

4.1 金属切削机床173

4.1.1 机床分类173

4.1.2 车床174

4.1.3 磨床176

4.1.4 铣床180

4.1.5 数控机床结构181

4.1.6 数控机床传动184

4.2 机床典型部件设计186

4.2.1 主轴部件设计186

4.2.2 导轨设计192

4.3 夹具设计198

4.3.1 夹具的分类与组成198

4.3.2 夹具定位机构设计200

4.3.3 定位误差的分析与计算203

4.3.4 夹具夹紧机构设计205

4.3.5 专用夹具设计207

4.3.6 零点快速定位夹具系统208

4.4 金属增材制造装备设计209

4.4.1 金属增材制造原理209

4.4.2 铺粉式激光选区熔化装备209

4.4.3 送丝式电弧增材制造装备210

4.5 工业机器人211

4.5.1 概述211

4.5.2 工业机器人的分类212

4.5.3 工业机器人的组成213

第5章 数字化精密制造基础215

5.1 面向制造的产品数字化建模技术215

5.1.1 产品数字化建模216

5.1.2 面向加工与装配的建模218

5.2 制造过程中的有限元仿真221

5.2.1 有限元方法的基本原理222

5.2.2 有限元分析过程222

5.2.3 制造过程中有限元方法的应用230

5.3 计算机辅助数控编程231

5.3.1 工件数字化造型与数控编程基础231

5.3.2 自动编程语言编程技术235

5.3.3 图形交互式自动编程技术238

5.3.4 数控程序的检验与仿真241

5.4 数字化装配技术242

5.4.1 数字化装配技术的内涵242

5.4.2 数字化装配技术的分类243

5.4.3 数字化装配工艺仿真与优化244

5.5 数字化车间的生产管理251

5.5.1 数字化车间的基本内涵与构成251

5.5.2 基于物联网的数字化车间软件系统规划253

5.5.3 数字化车间的生产计划与控制255

第6章 精密制造装备的运动控制基础262

6.1 运动控制原理262

6.2 插补264

6.2.1 概述264

6.2.2 逐点比较插补265

6.2.3 数字积分插补272

6.2.4 数据采样插补276

6.2.5 插补前的数据预处理279

6.3 位置控制系统281

6.3.1 开环/闭环位置控制系统281

6.3.2 稳定性及过渡过程指标分析283

6.3.3 PID控制器原理286

6.4 伺服驱动系统287

6.4.1 步进电动机伺服系统288

6.4.2 直流电动机伺服系统290

6.4.3 交流电动机伺服系统293

6.5 常用位置检测元件295

6.5.1 旋转变压器296

6.5.2 光电编码器299

6.5.3 磁栅传感器301

6.5.4 光栅传感器302

6.6 测量与误差补偿303

6.6.1 精密测量技术304

6.6.2 误差补偿技术309

参考文献311