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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 仪器的基本概念1

1.1.2 仪器及系统的地位与作用4

1.2 仪器的基本构成及其理论基础5

1.2.1 仪器的基本构成5

1.2.2 仪器的功能特点6

1.2.3 仪器理论的基本内容7

1.2.4 仪器设计与制造工艺的关系9

1.3 仪器的发展状况与前景11

1.3.1 发展科学仪器是国家的战略措施11

1.3.2 仪器的发展状况11

1.3.3 虚拟仪器14

1.3.4 我国仪器的现状18

1.3.5 仪器的发展方向20

1.3.6 仪器制造的关键技术20

思考与练习21

第2章 仪器常用材料及相关元件22

2.1 概述23

2.1.1 仪器选材在制造工艺中的地位23

2.1.2 仪器常用材料的分类23

2.2 仪器功能性零件用材23

2.2.1 电功能材料23

2.2.2 磁功能材料28

2.2.3 热功能材料31

2.2.4 光功能材料34

2.2.5 隐形材料及智能材料37

2.2.6 纳米材料38

2.3 仪器结构性零件用材41

2.3.1 金属材料41

2.3.2 高分子材料57

2.3.3 无机非金属材料61

2.3.4 复合材料65

2.4 电子元器件、印制电路板及电装工艺用材67

2.4.1 电子元器件引脚材料67

2.4.2 印制电路板材料69

2.5 仪器材料的选用71

2.5.1 仪器设计与选材的关系71

2.5.2 选材的一般原则71

2.5.3 选材的典型实例分析72

思考与练习74

第3章 仪器制造工艺过程基本概念及规划原则75

3.1 工艺过程及设计基本概念76

3.1.1 工艺过程控制要素和基本内容76

3.1.2 工艺控制项目和方法77

3.2 电子制造工艺规程设计78

3.2.1 电子产品制造工艺规程78

3.2.2 电子产品制造工艺程序80

3.3 机械加工工艺规程设计82

3.3.1 基本概念82

3.3.2 机械加工工艺规程84

3.3.3 工艺路线的确定86

3.3.4 加工余量、工序尺寸及公差的确定90

3.3.5 工艺尺寸链93

3.3.6 时间定额与技术经济分析97

3.4 夹具设计99

3.4.1 夹具的组成99

3.4.2 定位原理与自由度分析100

3.4.3 定位方法与定位元件102

3.4.4 定位误差的分析与计算106

3.4.5 工件的夹紧111

思考与练习116

第4章 仪器零件的成形工艺基础118

4.1 电子组装技术118

4.1.1 SMT和THT118

4.1.2 电子组装中的焊接技术120

4.1.3 电子组装中的检测121

4.1.4 电子组装中的清洗与返修122

4.2 光学零件加工123

4.2.1 光学零件的基本加工工艺125

4.2.2 光学零件的现代制造技术127

4.2.3 光学零件的镀膜工艺131

4.3 塑料零件的加工135

4.3.1 塑料零件的成形135

4.3.2 塑料零件的加工137

4.3.3 塑料零件的结构工艺性138

4.4 陶瓷零件加工141

4.4.1 陶瓷零件的成形技术141

4.4.2 陶瓷零件的加工技术143

4.5 金属零件成形144

4.5.1 金属零件的液态成形144

4.5.2 金属材料的塑性成形147

4.6 连接工艺155

4.6.1 焊接工艺155

4.6.2 胶接工艺158

4.6.3 机械连接160

4.7 刻划工艺161

4.7.1 机械刻划161

4.7.2 机械-物理法刻划与机械-化学法刻划162

4.7.3 照相复制法刻划163

4.7.4 激光刻划164

4.8 表面技术164

4.8.1 电镀与化学镀165

4.8.2 金属表面转化膜技术166

4.8.3 涂覆技术168

4.8.4 真空镀膜技术172

思考与练习174

第5章 加工精度分析与制造质量控制176

5.1 仪器精度的基本概念176

5.1.1 仪器精度176

5.1.2 仪器参数与特性177

5.1.3 影响仪器精度的主要因素178

5.2 加工精度的基本概念182

5.2.1 加工精度182

5.2.2 获得规定加工精度的方法182

5.2.3 影响加工精度的工艺因素184

5.3 加工误差的性质与统计分析197

5.3.1 加工误差的性质197

5.3.2 加工误差的统计分析197

5.4 在线质量监控及预报204

5.5 机械加工表面质量205

5.5.1 机械加工表面质量的意义206

5.5.2 表面质量对仪器使用性能的影响206

5.5.3 影响表面质量的工艺因素207

5.5.4 机械加工过程中的振动209

思考与练习212

第6章 精密与特种加工技术213

6.1 精密与特种加工方法及其分类213

6.2 常用精密加工技术214

6.2.1 精密切削加工214

6.2.2 精密磨削加工217

6.3 特种加工技术224

6.3.1 电火花加工224

6.3.2 电化学加工234

6.3.3 激光加工241

6.3.4 超声波加工244

6.3.5 电子束和离子束加工248

6.4 其他特种加工技术251

6.4.1 水射流加工251

6.4.2 磨料流加工252

6.4.3 等离子体加工253

思考与练习254

第7章 制造自动化技术255

7.1 概述255

7.1.1 制造自动化技术的定义、内涵及技术地位255

7.1.2 制造自动化技术的发展256

7.1.3 制造自动化技术的关键技术257

7.2 数控加工技术259

7.2.1 数控机床的组成、分类和特点260

7.2.2 数控加工技术的发展趋势261

7.3 柔性制造系统262

7.3.1 FMS的组成262

7.3.2 FMS的特点264

7.3.3 FMS的应用和发展前景264

7.4 计算机集成制造系统265

7.4.1 CIMS的组成266

7.4.2 CIMS的生产管理模式268

7.4.3 CIMS的现状和发展269

7.5 自动化装配技术269

7.5.1 装配机的结构形式269

7.5.2 装配设备271

7.6 工业机器人276

7.6.1 概述276

7.6.2 工业机器人的运动轴系和自由度279

7.6.3 工业机器人在现代制造中应用280

7.6.4 工业机器人技术的发展283

7.7 快速原型制造技术284

7.7.1 概述284

7.7.2 快速原型制造工艺286

7.7.3 快速原型制造技术的应用288

7.7.4 快速原型制造技术的发展趋势290

思考与练习292

第8章 微机电系统制造技术294

8.1 概述294

8.2 MEMS的研究开发内容296

8.3 微细加工技术298

8.3.1 光刻技术299

8.3.2 薄膜淀积301

8.3.3 牺牲层技术303

8.3.4 外延技术304

8.3.5 高能束刻蚀技术304

8.3.6 典型MEMS的微细加工技术305

8.3.7 MEMS装配与集成308

思考与练习309

第9章 仪器装配与调整311

9.1 仪器零部件的电装配工艺311

9.1.1 电装配工艺设备311

9.1.2 部装和总装311

9.1.3 环境条件对装配的影响315

9.2 仪器零部件的机械装配工艺316

9.2.1 概述316

9.2.2 装配工艺规程的制定317

9.2.3 仪器结构装配工艺性318

9.2.4 装配尺寸链320

9.2.5 保证装配精度的装配方法321

9.2.6 仪器装配自动化327

思考与练习330

参考文献332