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第1章 工艺过程基本概念与组成1

1.1 仪器的生产过程1

1.1.1 仪器生产过程的主要研究内容1

1.1.2 仪器的开发过程2

1.1.3 生产的组织形式3

1.2 工艺过程设计的基本概念5

1.2.1 机械加工工艺过程的组成5

1.2.2 生产类型6

1.2.3 加工工艺规程6

1.2.4 机械加工余量和工序尺寸8

1.2.5 时间定额与技术经济分析9

1.3 基准12

1.3.1 基准及分类12

1.3.2 定位的基准选择12

1.4 夹具设计原理14

1.4.1 夹具的组成14

1.4.2 定位原理与自由度分析15

1.4.3 定位方法与定位元件设计19

1.4.4 夹紧方法与夹紧元件29

1.4.5 典型夹具举例34

习题与思考题39

第2章 加工精度分析与制造质量监控技术41

2.1 基本概念41

2.1.1 精度的基本含义41

2.1.2 获得规定加工精度的方法41

2.2 影响机械加工精度的工艺因素42

2.2.1 方法误差42

2.2.2 机床误差43

2.2.3 夹具误差和磨损45

2.2.4 刀具误差和磨损46

2.2.5 工艺系统的受力变形46

2.2.6 工艺系统的受热变形50

2.2.7 工件安装、调整和测量的误差53

2.2.8 工件内应力引起的变形53

2.3 加工误差分析和加工质量监控55

2.3.1 加工误差的性质55

2.3.2 加工误差的统计分析56

2.3.3 在线质量控制和质量趋势预报64

2.4 机械加工的表面质量66

2.4.1 机械加工表面质量的意义66

2.4.2 表面质量对仪器使用性能的影响67

2.4.3 影响表面质量的工艺因素68

2.4.4 切削加工过程的振动70

习题与思考题73

第3章 常用的仪器仪表材料特性和选材方法74

3.1 概述74

3.1.1 仪器仪表选材的重要性74

3.1.2 仪器仪表材料的分类74

3.2 材料学基础知识75

3.2.1 固态原子的结合键75

3.2.2 晶体与显微组织75

3.2.3 材料的力学、物理及化学性能78

3.3 金属材料79

3.3.1 铁碳合金79

3.3.2 合金钢87

3.3.3 非铁金属及粉末冶金材料89

3.4 高分子材料93

3.4.1 概述93

3.4.2 塑料94

3.4.3 合成橡胶96

3.4.4 胶粘剂97

3.4.5 润滑材料98

3.5 无机非金属材料100

3.5.1 陶瓷100

3.5.2 玻璃101

3.5.3 光学晶体103

3.6 复合材料103

3.6.1 概述103

3.6.2 常用复合材料104

3.7 纳米材料105

3.8 电子元器件106

3.8.1 电子元器件的质量等级106

3.8.2 电子元器件的选择和正确使用原则107

3.8.3 电阻器的性能及其选择108

3.8.4 电容器的性能及其选择110

3.8.5 半导体分立元器件和场效应晶体管的性能及其选择112

3.8.6 模拟集成电路的性能及其选择116

3.8.7 通用数字集成电路的性能及其选择118

3.8.8 计算机及外围芯片的性能及其选择120

3.9 仪器仪表材料的选用122

3.9.1 仪器设计与选材的关系122

3.9.2 选材的一般原则122

3.9.3 选材的典型实例分析123

习题与思考题124

第4章 精密机械制造技术125

4.1 概述125

4.1.1 精密加工和超精密加工的概念125

4.1.2 精密加工对设备及环境的要求125

4.2 工艺路线的拟定126

4.2.1 加工方法的选择126

4.2.2 零件各表面加工顺序的安排131

4.2.3 典型表面加工路线的选择133

4.3 精密磨削和超精密磨削138

4.3.1 精密和超精密磨料磨具（砂轮）138

4.3.2 精密磨削141

4.3.3 超精密磨削144

4.4 超精密车削加工145

4.4.1 金刚石刀具和超精密切削的机理146

4.4.2 影响金刚石超精密切削的因素146

4.5 光整加工148

4.5.1 研磨148

4.5.2 超精研151

4.5.3 珩磨153

4.6 精密零件的加工155

4.6.1 精密平板与90°角尺的加工155

4.6.2 精密螺纹的加工157

4.6.3 导轨的加工162

习题与思考题163

第5章 特种加工164

5.1 电火花加工164

5.1.1 电火花成形加工164

5.1.2 其他电火花加工171

5.1.3 电火花线切割加工172

5.2 电化学加工174

5.2.1 电解加工175

5.2.2 电解磨削179

5.2.3 电铸加工181

5.3 激光加工182

5.3.1 激光加工方法182

5.3.2 影响激光加工的主要因素182

5.3.3 激光加工的特点及应用183

5.4 超声波加工185

5.4.1 工作原理185

5.4.2 超声加工设备186

5.4.3 影响超声加工的工艺因素186

5.4.4 超声加工的特点187

5.4.5 超声加工的应用187

5.5 高能粒子束加工188

5.5.1 电子束加工189

5.5.2 离子束加工191

5.6 其他特种加工192

5.6.1 等离子弧加工192

5.6.2 喷射加工193

5.6.3 磨料流加工195

习题与思考题195

第6章 仪器仪表元器件的成形工艺及特殊工艺197

6.1 金属元器件的精密成形工艺197

6.1.1 精密铸造197

6.1.2 精密锻造200

6.1.3 精密冲压203

6.1.4 弹性元件的精密成形208

6.2 仪器仪表非金属元器件的精密成形工艺215

6.2.1 塑料零件的精密成形215

6.2.2 陶瓷零件的精密成形与精密加工220

6.3 仪器仪表元器件的连接成形223

6.3.1 焊接成形技术224

6.3.2 胶接成形技术226

6.4 刻划技术228

6.4.1 机械刻划229

6.4.2 机械-化学法与机械-物理法刻划230

6.4.3 照相复制法刻划230

6.4.4 激光刻划231

6.5 光学零件的加工工艺232

6.5.1 光学零件的基本加工工艺233

6.5.2 光学零件的现代制造技术236

6.5.3 光学零件的镀膜工艺237

6.6 电子组装技术240

6.6.1 印制电路板240

6.6.2 电子组装技术241

6.6.3 计算机辅助印制电路板设计246

6.7 表面覆盖与装饰248

6.7.1 电镀与化学镀249

6.7.2 化学与电化学转化膜250

6.7.3 涂装技术251

6.7.4 气相沉积技术252

习题与思考题253

第7章 制造自动化技术255

7.1 制造自动化技术概论255

7.1.1 制造自动化技术基本概念255

7.1.2 制造自动化技术发展现状256

7.1.3 制造自动化技术结构体系256

7.1.4 制造自动化中的关键技术257

7.1.5 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）258

7.2 数控加工技术260

7.2.1 数控机床的组成与分类260

7.2.2 计算机数字控制（CNC）装置263

7.2.3 数控机床的位置检测装置265

7.2.4 数控加工程序编制266

7.2.5 数控加工编程实例分析268

7.3 柔性制造系统（FMS）269

7.3.1 柔性制造系统的基本概念269

7.3.2 柔性制造系统的基本结构271

7.3.3 柔性制造系统的物流系统273

7.3.4 柔性制造系统的信息流274

7.3.5 柔性制造技术的实例分析274

7.4 计算机集成制造系统（CIMS）276

7.4.1 CIMS的基本概念及组成276

7.4.2 CIMS的体系结构277

7.4.3 CIMS的现状及发展趋势279

7.4.4 CIMS的生产管理模式279

7.5 快速原型制造技术（RPM）282

7.5.1 快速原型制造技术的基本概念282

7.5.2 快速原型制造系统283

7.5.3 快速原型制造的软件系统285

7.5.4 快速原型制造技术的应用285

习题与思考题286

第8章 装配与调整288

8.1 装配的生产与组织形式288

8.1.1 装配工艺规程288

8.1.2 一般装配工作290

8.1.3 装配的组织形式291

8.2 结构工艺性293

8.2.1 结构工艺性指标293

8.2.2 零件结构工艺性分析294

8.2.3 仪器的结构工艺性分析296

8.3 尺寸链298

8.3.1 尺寸链的组成298

8.3.2 尺寸链的计算方法300

8.3.3 尺寸链的应用304

8.4 装配方法307

8.4.1 装配精度307

8.4.2 互换装配法308

8.4.3 分组装配法310

8.4.4 修配装配法312

8.4.5 调整装配法313

习题与思考题317

第9章 微电子机械系统（MEMS）制造技术320

9.1 概述320

9.1.1 MEMS的概念320

9.1.2 MEMS的特点321

9.1.3 MEMS的产生与发展321

9.1.4 MEMS的材料、设计与制造322

9.2 集成电路工艺基础326

9.2.1 超净间技术326

9.2.2 集成电路制造的基本过程327

9.2.3 光刻技术327

9.2.4 薄膜淀积330

9.2.5 离子注入334

9.2.6 刻蚀335

9.2.7 化学机械抛光336

9.3 体微加工技术337

9.3.1 湿法刻蚀337

9.3.2 干法深刻蚀342

9.4 表面微加工基础348

9.4.1 表面微加工过程348

9.4.2 结构层与牺牲层349

9.4.3 粘连350

9.4.4 薄膜内应力351

9.4.5 表面工艺的IC兼容性及应用352

9.5 其他MEMS加工技术355

9.5.1 键合355

9.5.2 LIGA技术357

9.5.3 电沉积358

9.5.4 软光刻358

9.5.5 微模铸技术360

9.5.6 微立体光刻与微电火花加工360

9.5.7 MEMS封装技术360

习题与思考题364

附录365

附表1 JB/T3208—1999准备功能G代码365

附表2 JB/T3208—1999辅助功能M代码366

参考文献367