工程训练与创新实践

目录

第1章 绪论 1
1.1 工程与现代制造工程 1
1.2 工程能力培养框架 5
1.3 新工科背景下工程训练课程的基本特征 6
1.4 项目式创新实践 8
1.5 教材框架结构 9
第2章 产品设计 11
2.1 概述 11
2.2 CAD技术 12
2.2.1 CAD技术的含义 12
2.2.2 CAD系统的构成 12
2.2.3 CAD技术的特点 12
2.2.4 CAD常用软件 13
2.2.5 CAD产品设计的一般流程 13
2.2.6 CAE技术 14
2.3 CAD设计案例 15
2.3.1 简单零件建模案例 15
2.3.2 台钻部件装配案例 18
2.4 逆向设计 21
2.4.1 逆向工程的概念和应用领域 21
2.4.2 逆向设计的工作流程 21
2.4.3 叶轮逆向设计案例 22
2.5 3D打印技术 24
2.5.1 3D打印技术原理和工艺 24
2.5.2 飞机模型3D打印案例 25
思考题 28
第3章 材料成型及热处理 29
3.1 工程材料基础 29
3.1.1 金属材料 29
3.1.2 非金属材料 33
3.2 铸造 39
3.2.1 铸造的概念和特点 39
3.2.2 砂型铸造 39
3.2.3 熔模铸造 42
3.2.4 戒指铸造案例 42
3.3 焊接 45
3.3.1 焊接的概念和特点 45
3.3.2 焊接方法 45
3.3.3 四轴自动激光焊接机焊接案例 49
3.4 金属热处理与表面处理 51
3.4.1 金属热处理 51
3.4.2 钢的表面热处理和化学热处理 53
思考题 55
第4章 切磨削加工 57
4.1 车削加工 57
4.1.1 车削加工的概念 57
4.1.2 常用车床 58
4.1.3 车刀 60
4.1.4 工件安装 63
4.1.5 车床操作基础 66
4.1.6 车削加工基本方法 68
4.1.7 榔头柄车削加工案例 76
4.2 铣削加工 76
4.2.1 铣削加工的概念 76
4.2.2 常用铣床 77
4.2.3 铣刀 78
4.2.4 工件安装 80
4.2.5 铣削加工基本方法 83
4.3 磨削加工 88
4.3.1 磨削加工的概念 88
4.3.2 常用磨床 89
4.3.3 砂轮 90
4.3.4 磨削加工基本方法 92
4.4 其他常见切磨削加工方法 95
思考题 96
第5章 数控加工 97
5.1 概述 97
5.1.1 数字机床 97
5.1.2 数控机床发展历程 97
5.1.3 数控机床发展趋势 98
5.2 数控加工基础知识 99
5.2.1 数控机床组成及原理与坐标系 99
5.2.2 数控机床分类 102
5.2.3 数控机床特点及加工范围 104
5.2.4 数控机床编程概述 105
5.3 数控车削加工 109
5.3.1 数控车床的结构、分类和特点 109
5.3.2 数控车床编程特点及基本指令 111
5.4 数控铣削加工 114
5.4.1 数控铣床工作原理和组成 115
5.4.2 数控铣床的加工范围和特点 116
5.4.3 数控铣削刀具的选用 119
5.4.4 数控铣床基本指令 119
5.4.5 数控系统介绍 125
5.4.6 加工中心的软件功能 128
5.4.7 加工中心的基本操作 129
5.5 CAM/DNC技术 131
5.5.1 CAM技术的概念和常用软件 131
5.5.2 CAM系统功能与基本操作 133
5.5.3 CAM系统的应用 138
5.5.4 数控程序的输出与DNC技术 142
5.6 数控加工编程案例 145
5.6.1 数控车床编程案例 145
5.6.2 数控铣床编程案例 146
思考题 151
第6章 钳工与钣金 153
6.1 概述 153
6.2 钳工常用工具和设备 153
6.2.1 钳工常用工具 153
6.2.2 钳工常用设备 154
6.3 钳工基本操作 155
6.3.1 划线 155
6.3.2 锯削 160
6.3.3 锉削 164
6.3.4 钻孔、扩孔、锪孔、铰孔 166
6.4 钳工装配工艺 174
6.4.1 装配工艺过程 175
6.4.2 典型零件的装配 176
6.5 传动机构装配案例 179
6.6 钣金 180
6.6.1 下料 180
6.6.2 弯曲 181
6.6.3 滚弯原理及工艺 183
6.6.4 放边 184
6.6.5 收边 184
6.6.6 拔缘 185
6.6.7 拱曲 185
6.6.8 卷边 186
6.6.9 咬缝种类和应用 186
6.6.10 校正 187
思考题 188
第7章 特种加工 189
7.1 概述 189
7.1.1 特种加工的产生和发展 189
7.1.2 特种加工的分类 190
7.1.3 特种加工技术的发展趋势 190
7.2 电火花加工 191
7.2.1 电火花加工原理、特点和分类 191
7.2.2 电火花线切割 194
7.2.3 电火花成型加工 197
7.3 电化学加工 198
7.3.1 电化学加工的基本原理 198
7.3.2 电化学加工的分类 199
7.3.3 电解加工 199
7.4 激光加工 200
7.4.1 激光加工的基本原理和特点 200
7.4.2 激光加工的基本设备 202
7.4.3 激光加工的应用 202
7.4.4 机器人激光加工 203
7.5 高能水射流加工 207
7.5.1 高能水射流加工的发展 207
7.5.2 磨料水射流加工的基本原理 207
7.5.3 磨料水射流加工的应用 208
思考题 210
第8章 零件检测技术 211
8.1 概述 211
8.1.1 检测的定义 211
8.1.2 测量的基本概念 212
8.2 测量方法和仪器 212
8.2.1 测量方法的分类 212
8.2.2 常用测量仪器的分类 213
8.2.3 测量仪器的基本计量参数 213
8.3 常用测量仪器的使用、维护 213
8.3.1 游标卡尺 213
8.3.2 外径千分尺 215
8.3.3 百分表 217
8.4 三坐标测量机 218
8.4.1 三坐标测量机的功能 218
8.4.2 三坐标测量机的工作原理和组成结构 219
8.5 白光干涉仪 220
思考题 222
第9章 机电系统 223
9.1 机电技术简介 223
9.1.1 机电技术概述 223
9.1.2 机电产品 223
9.1.3 机电技术发展 223
9.2 机械系统 224
9.2.1 机械系统的组成 224
9.2.2 常用基本机械机构 224
9.3 驱动系统 226
9.3.1 电动驱动系统 227
9.3.2 气压驱动系统 228
9.4 控制系统 229
9.4.1 控制系统的概念 229
9.4.2 ROBO TXT控制器 230
9.4.3 ROBO Pro编程软件简介 231
9.5 检测系统 232
9.5.1 检测系统的概念和组成 232
9.5.2 常用传感器 233
思考题 235
第10章 工业机器人 236
10.1 概述 236
10.2 工业机器人的定义与发展 237
10.3 工业机器人的组成与分类 238
10.3.1 工业机器人组成 238
10.3.2 工业机器人技术参数 239
10.3.3 工业机器人分类 240
10.4 工业机器人编程 241
10.4.1 库卡机器人编程指令 242
10.4.2 库卡机器人程序结构 246
10.4.3 数据的存储类型 247
10.5 库卡工业机器人操作 247
10.5.1 示教器smartPAD的介绍 247
10.5.2 示教器smartPAD的使用介绍 248
10.5.3 库卡机器人示教器操作界面的功能认知与使用 248
10.5.4 库卡机器人坐标系 251
10.5.5 库卡机器人编程 252
思考题 254
第11章 智能制造系统 255
11.1 智能制造和智能制造系统 255
11.1.1 智能制造 255
11.1.2 智能制造技术 255
11.1.3 智能制造系统概述 255
11.2 智能制造系统体系结构与关键技术 256
11.2.1 智能制造标准化参考模型 256
11.2.2 智能制造标准体系结构 257
11.3 智能工厂 263
11.3.1 智能工厂的典型场景 263
11.3.2 智能工厂的特点 264
11.3.3 智能工厂的典型网络结构 265
11.4 应用实例——直升机旋翼系统制造智能工厂 271
11.4.1 案例基本情况 271
11.4.2 案例系统介绍 272
思考题 274
第12章 创新实践综合案例 275
12.1 智造金工锤 275
12.1.1 项目任务 275
12.1.2 制作锤手柄套 275
12.1.3 制作锤柄 277
12.1.4 制作锤头 278
12.1.5 激光打标 279
12.2 势能小车设计与制作 281
12.2.1 项目任务 281
12.2.2 势能小车理论模型设计 283
12.2.3 势能小车结构模型设计 289
12.2.4 势能小车制造工艺与经济性分析 290
12.2.5 势能小车调试与验证 296
12.3 跨障越野机器人的设计 298
12.3.1 项目任务 298
12.3.2 机器人功能分解 299
12.3.3 机器人功能原理分析 299
12.3.4 机器人运动方案设计 300
12.3.5 机器人控制方案设计 301
12.4 创意陶瓷花器的设计 303
12.4.1 项目任务 303
12.4.2 项目分析 304
思考题 306
参考文献 307