在人工智能等交叉學(xué)科快速發(fā)展的推動下,傳統(tǒng)制造正在迅速向智能制造轉(zhuǎn)型升級,作為制造技術(shù)的基礎(chǔ),工藝技術(shù)借助人工智能等新技術(shù)獲得了高速發(fā)展。制造工藝本身既是智能制造的重要支撐,同時也是人工智能等技術(shù)應(yīng)用的重要載體,二者既相互融合又相互促進。本書圍繞機械加工過程和工藝的核心問題——做什么、怎么做、用什么工具做,介紹了機械制造工藝的基本概念和理論、工藝技術(shù)涉及的范圍及作用,以及人工智能在制造過程中的應(yīng)用等內(nèi)容,還穿插介紹了典型的智能制造工藝應(yīng)用案例。
全書共8章,主要包括緒論、機械加工與裝配工藝基礎(chǔ)、成形加工工藝基礎(chǔ)、特種加工工藝基礎(chǔ)、智能機床夾具、機械加工質(zhì)量分析與控制、智能化工藝設(shè)計、智能制造工藝典型案例。
本書可作為普通高等院校智能制造工程專業(yè)本科生的教材,也可作為機械工程專業(yè)大類招生本科生、研究生的教材,還可作為企業(yè)工程技術(shù)人員的參考書。
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實踐相結(jié)合。
2018年同濟大學(xué)獲批首批智能制造工程“新工科”本科專業(yè),“智能制造工藝”是該專業(yè)培養(yǎng)方案中的核心專業(yè)課,本書即為該課程的配套教材。
本書圍繞制造工藝制定需要考慮的質(zhì)量、交貨期和成本等約束目標,主要講解工藝設(shè)計基礎(chǔ)的核心知識點。通過對本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以掌握機械加工和裝配工藝、成形加工、特種加工、智能機床夾具、機械加工質(zhì)量分析與控制、智能化工藝設(shè)計等基礎(chǔ)知識,從而對制造活動有一個總體的了解與把握。
黨的二十大報告指出“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐”。以人工智能等前沿科技驅(qū)動的智能制造正是當前我國亟需探研的領(lǐng)域和發(fā)展的方向,本書基于“落實立德樹人根本任務(wù),培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人”的要求,在部分章節(jié)提供了與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的反映我國工業(yè)一些重大裝備設(shè)計制造和創(chuàng)新發(fā)展的拓展視頻,讀者可用手機掃描書中二維碼直接觀看,以加深對相關(guān)專業(yè)內(nèi)容的理解。
我國在由制造大國邁向制造強國的過程中面臨著全球化及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移進程的劇烈變化、產(chǎn)品需求波動及個性化生產(chǎn)越來越突出、降低成本的壓力、資源約束、減碳、人口變化以及技術(shù)進步等多重挑戰(zhàn),為此,生產(chǎn)系統(tǒng)和制造工藝需要具有柔性,需要具有應(yīng)對變化和互相連接的能力,要能夠迅速應(yīng)對不確定性。當然,這也是智能制造工程專業(yè)本科學(xué)生面臨的挑戰(zhàn)。為此,編者在書中提供了一些人工智能應(yīng)用于制造工藝的案例,介紹了人工智能等先進制造技術(shù)在工藝設(shè)計和工藝過程中的融合及應(yīng)用,可使學(xué)生初步具備智能制造工藝設(shè)計及智能工藝過程控制的知識與能力。
本書由同濟大學(xué)張為民主編,各章編寫分工:第1章由張為民、宿遷學(xué)院趙巖編寫;第2章由同濟大學(xué)王亮、李晏、郝一舒、張為民,重慶大學(xué)肖貴堅編寫;第3章由上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)周冰、徐春,同濟大學(xué)林建平、閔峻英編寫;第4章由同濟大學(xué)王昆編寫;第5章由同濟大學(xué)王家海,雄克精密機械貿(mào)易(上海)有限公司(簡稱雄克公司)余小華、劉宇峰編寫;第6章由李晏、郝一舒、周冰,沈機(上海)智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計有限公司(簡稱沈機智能)陳燦、趙建華編寫;第7章由同濟大學(xué)劉雪梅編寫;第8章由上海大眾汽車有限公司張書橋、余小華、張為民編寫。在本書的編寫過程中,同濟大學(xué)韋厚盛、劉楊博焜、趙立焱、王鈞田、彭劼?lián)P等研究生承擔了資料的收集、翻譯和整理等工作。
特別感謝雄克公司、沈機智能和上海大眾汽車有限公司提供了寶貴的智能制造工藝應(yīng)用案例。
由于編者水平有限,書中難免有疏漏之處,懇請讀者批評指正。
編者
高等院校教師
前言
第1章緒論/1
11智能制造工藝的概念與范圍/1
12生產(chǎn)過程與生產(chǎn)組織/2
13工藝規(guī)劃與生產(chǎn)計劃/5
14零件制造工藝/8
15智能制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀/11
16本書內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法/17
思考題/19
參考文獻/19
第2章機械加工與裝配工藝基礎(chǔ)/20
本章摘要/20
21金屬切削刀具/20
22金屬切削原理/30
23金屬切削機床/46
24機械加工工藝規(guī)劃/70
25裝配工藝規(guī)程設(shè)計/82
26零件的工藝性分析/95
27本章小結(jié)/97
思考題/97
參考文獻/101
第3章成形加工工藝基礎(chǔ)/102
本章摘要/102
31成形技術(shù)概述/102
32液態(tài)成形工藝/103
33塑性成形工藝/115
34焊接與連接工藝/129
35智能成形工藝過程控制/145
36本章小結(jié)/155
思考題/155
參考文獻/156
第4章特種加工工藝基礎(chǔ)/157
本章摘要/157
41激光加工/157
42增材制造/164
43電火花加工/169
44智能技術(shù)在特種加工中的應(yīng)用/172
思考題/175
參考文獻/175
智能制造工藝基礎(chǔ)目錄
第5章智能機床夾具/176
本章摘要/176
51夾具的作用及分類/176
52夾具的定位原理及典型定位元件/178
53常見的夾緊機構(gòu)/193
54復(fù)雜夾具的智能設(shè)計/208
55本章小結(jié)/213
思考題/213
參考文獻/215
第6章機械加工質(zhì)量分析與控制/216
本章摘要/216
61機械加工精度與原始誤差/216
62加工誤差的統(tǒng)計分析方法/229
63機械加工表面質(zhì)量/234
64機械加工質(zhì)量的智能檢測和控制方法/243
65本章小結(jié)/251
思考題/251
參考文獻/253
第7章智能化工藝設(shè)計/254
本章摘要/254
71智能化工藝設(shè)計系統(tǒng)/254
72智能機械加工工藝設(shè)計/261
73智能裝配工藝設(shè)計/267
74三維工藝設(shè)計軟件介紹/274
思考題/277
參考文獻/277
第8章智能制造工藝典型案例/278
本章摘要/278
81汽車智能制造工藝案例/278
82航空智能制造工藝案例/302
83電子產(chǎn)品智能制造工藝案例/310
84本章小結(jié)/318
思考題/318
參考文獻/318