儀器製造技術

《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：儀器製造技術》介紹了一些常用儀器加工方法和基本製造原理及相關技術，包括：工藝過程基本概念與組成、加工精度與製造質量監控技術、常用儀器儀表材料特性和選材方法、精密機械製造、特種加工、儀器儀表元器件的成形工藝及特殊工藝、製造自動化、裝配與調整、微電子機械系統（MEMS）製造技術等內容。

《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：儀器製造技術》為測控技術與儀器專業及類似專業的製造技術類教材，是培養高素質綜合性人才不可缺少的技術基礎課程教學用書。編寫過程中更加充分地考慮了儀器儀表類及相關專業教學、科研的特色，將先進的儀器製造技術和方法、獨特的儀器工藝原理介紹給學生。

《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：儀器製造技術》的特色是：將普遍工藝原理與特色加工技術相結合；將理論介紹與實際應用相結合；將近年來科學技術發展所涉及的製造新工藝、新技術納入書中。

《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：儀器製造技術》也可以作為儀器製造工程技術人員的參考書。 ^[1] 

第2版前言

第1章 工藝過程基本概念與組成

1．1 儀器的生產過程

1．1．1 儀器生產過程的主要研究內容

1．1．2 儀器的開發過程

1．1．3 生產的組織形式

1．2 工藝過程設計的基本概念

1．2．1 機械加工工藝過程的組成

1．2．2 生產類型

1．2．3 加工工藝規程

1．2．4 機械加工餘量和工序尺寸

1．2．5 時間定額與技術經濟分析

1．3 基準

1．3．1 基準及分類

1．3．2 定位的基準選擇

1．4 夾具設計原理

1．4．1 夾具的組成

1．4．2 定位原理與自由度分析

1．4．3 定位方法與定位元件設計

1．4．4 夾緊方法與夾緊元件

1．4．5 典型夾具舉例

習題與思考題

第2章 加工精度分析與製造質量監控

技術

2．1 基本概念

2．1．1 精度的基本含義

2．1．2 獲得規定加工精度的方法

2．2 影響機械加工精度的工藝因素

2．2．1 方法誤差

2．2．2 機牀誤差

2．2．3 夾具誤差和磨損

2．2．4 刀具誤差和磨損

2．2．5 工藝系統的受力變形

2．2．6 工藝系統的受熱變形

2．2．7 工件安裝、調整和測量的誤差

2．2．8 工件內應力引起的變形

2．3 加工誤差分析和加工質量監控

2．3．1 加工誤差的性質

2．3．2 加工誤差的統計分析

2．3．3 在線質量控制和質量趨勢預報

2．4 機械加工的表面質量

2．4．1 機械加工表面質量的意義

2．4．2 表面質量對儀器使用性能的影

響

2．4．3 影響表面質量的工藝因素

2．4．4 切削加工過程的振動

習題與思考題

第3章 常用的儀器儀表材料特性和

選材方法

3．1 概述

3．1．1 儀器儀表選材的重要性

3．1．2 儀器儀表材料的分類

3．2 材料學基礎知識

3．2．1 固態原子的結合鍵

3．2．2 晶體與顯微組織

3．2．3 材料的力學、物理及化學性能

3．3 金屬材料

3．3．1 鐵碳合金

3．3．2 合金鋼

3．3．3 非鐵金屬及粉末冶金材料

3．4 高分子材料

3．4．1 概述

3．4．2 塑料

3．4．3 合成橡膠

3．4．4 膠粘劑

3．4．5 潤滑材料

3．5 無機非金屬材料

3．5．1 陶瓷

3．5．2 玻璃

3．5．3 光學晶體

3．6 複合材料

3．6．1 概述

3．6．2 常用複合材料

3．7 納米材料

3．8 電子元器件

3．8．1 電子元器件的質量等級

3．8．2 電子元器件的選擇和正確使用原則

3．8．3 電阻器的性能及其選擇

3．8．4 電容器的性能及其選擇

3．8．5 半導體分立元器件和場效應晶體管的性能及其選擇

3．8．6 模擬集成電路的性能及其選擇

3．8．7 通用數字集成電路的性能及其選擇

3．8．8 計算機及外圍芯片的性能及其選擇

3．9 儀器儀表材料的選用

3．9．1 儀器設計與選材的關係

3．9．2 選材的一般原則

3．9．3 選材的典型實例分析

習題與思考題

第4章 精密機械製造技術

4．1 概述

4．1．1 精密加工和超精密加工的概念

4．1．2 精密加工對設備及環境的要求

4．2 工藝路線的擬定

4．2．1 加工方法的選擇

4．2．2 零件各表面加工順序的安排

4．2．3 典型表面加工路線的選擇

4．3 精密磨削和超精密磨削

4．3．1 精密和超精密磨料磨具（砂輪）

4．3．2 精密磨削

4．3．3 超精密磨削

4．4 超精密車削加工

4．4．1 金剛石刀具和超精密切削的機理

4．4．2 影響金剛石超精密切削的因素

4．5 光整加工

4．5．1 研磨

4．5．2 超精研

4．5．3 珩磨

4．6 精密零件的加工

4．6．1 精密平板與90°角尺的加工

4．6．2 精密螺紋的加工

4．6．3 導軌的加工

習題與思考題

第5章 特種加工

5．1 電火花加工

5．1．1 電火花成形加工

5．1．2 其他電火花加工

5．1．3 電火花線切割加工

5．2 電化學加工

5．2．1 電解加工

5．2．2 電解磨削

5．2．3 電鑄加工

5．3 激光加工

5．3．1 激光加工方法

5．3．2 影響激光加工的主要因素

5．3．3 激光加工的特點及應用

5．4 超聲波加工

5．4．1 工作原理

5．4．2 超聲加工設備

5．4．3 影響超聲加工的工藝因素

5．4．4 超聲加工的特點

5．4．5 超聲加工的應用

5．5 高能粒子束加工

5．5．1 電子束加工

5．5．2 離子束加工

5．6 其他特種加工

5．6．1 等離子弧加工

5．6．2 噴射加工

5．6．3 磨料流加工

習題與思考題

第6章 儀器儀表元器件的成形

工藝及特殊工藝

6．1 金屬元器件的精密成形工藝

6．1．1 精密鑄造

6．1．2 精密鍛造

6．1．3 精密衝壓

6．1．4 彈性元件的精密成形

6．2 儀器儀表非金屬元器件的精密成形工藝

6．2．1 塑料零件的精密成形

6．2．2 陶瓷零件的精密成形與精密加工

6．3 儀器儀表元器件的連接成形

6．3．1 焊接成形技術

6．3．2 膠接成形技術

6．4 刻劃技術

6．4．1 機械刻劃

6．4．2 機械-化學法與機械-物理法刻劃

6．4．3 照相複製法刻劃

6．4．4 激光刻劃

6．5 光學零件的加工工藝

6．5．1 光學零件的基本加工工藝

6．5．2 光學零件的現代製造技術

6．5．3 光學零件的鍍膜工藝

6．6 電子組裝技術

6．6．1 印製電路板

6．6．2 電子組裝技術

6．6．3 計算機輔助印製電路板設計

6．7 表面覆蓋與裝飾

6．7．1 電鍍與化學鍍

6．7．2 化學與電化學轉化膜

6．7．3 塗裝技術

6．7．4 氣相沉積技術

習題與思考題

第7章 製造自動化技術

7．1 製造自動化技術概論

7．1．1 製造自動化技術基本概念

7．1．2 製造自動化技術發展現狀

7．1．3 製造自動化技術結構體系

7．1．4 製造自動化中的關鍵技術

7．1．5 計算機輔助工藝規程設計（CAPP）

7．2 數控加工技術

7．2．1 數控機牀的組成與分類

7．2．2 計算機數字控制（CNC）裝置

7．2．3 數控機牀的位置檢測裝置

7．2．4 數控加工程序編制

7．2．5 數控加工編程實例分析

7．3 柔性製造系統（FMS）

7．3．1 柔性製造系統的基本概念

7．3．2 柔性製造系統的基本結構

7．3．3 柔性製造系統的物流系統

7．3．4 柔性製造系統的信息流

7．3．5 柔性製造技術的實例分析

7．4 計算機集成製造系統（CIMS）

7．4．1 CIMS的基本概念及組成

7．4．2 CIMS的體系結構

7．4．3 CIMS的現狀及發展趨勢

7．4．4 CIMS的生產管理模式

7．5 快速原型製造技術（RPM）

7．5．1 快速原型製造技術的基本概念

7．5．2 快速原型製造系統

7．5．3 快速原型製造的軟件系統

7．5．4 快速原型製造技術的應用

習題與思考題

第8章 裝配與調整

8．1 裝配的生產與組織形式

8．1．1 裝配工藝規程

8．1．2 一般裝配工作

8．1．3 裝配的組織形式

8．2 結構工藝性

8．2．1 結構工藝性指標

8．2．2 零件結構工藝性分析

8．2．3 儀器的結構工藝性分析

8．3 尺寸鏈

8．3．1 尺寸鏈的組成

8．3．2 尺寸鏈的計算方法

8．3．3 尺寸鏈的應用

8．4 裝配方法

8．4．1 裝配精度

8．4．2 互換裝配法

8．4．3 分組裝配法

8．4．4 修配裝配法

8．4．5 調整裝配法

習題與思考題

第9章 微電子機械系統（MEMS）製造技術

9．1 概述

9．1．1 MEMS的概念

9．1．2 MEMS的特點

9．1．3 MEMS的產生與發展

9．1．4 MEMS的材料、設計與製造

9．2 集成電路工藝基礎

9．2．1 超淨間技術

9．2．2 集成電路製造的基本過程

9．2．3 光刻技術

9．2．4 薄膜澱積

9．2．5 離子注入

9．2．6 刻蝕

9．2．7 化學機械拋光

9．3 體微加工技術

9．3．1 濕法刻蝕

9．3．2 幹法深刻蝕

9．4 表面微加工基礎

9．4．1 表面微加工過程

9．4．2 結構層與犧牲層

9．4．3 粘連

9．4．4 薄膜內應力

9．4．5 表面工藝的IC兼容性及應用

9．5 其他MEMS加工技術

9．5．1 鍵合

9．5．2 LIGA技術

9．5．3 電沉積

9．5．4 軟光刻

9．5．5 微模鑄技術

9．5．6 微立體光刻與微電火花加工

9．5．7 MEMS封裝技術

習題與思考題

附錄

附表1 JB/T3208-1999準備功能G代碼

附表2 JB/T3208-1999輔助功能M代碼

參考文獻

曲興華，男，1956年12月生人。博士，天津大學教授、博士生導師。專業研究方向：測控技術及儀器。近年來，分別獲國家技術發明獎、國家科技進步獎、國家教學成果獎等科研、教學獎勵；發表科技論文近30篇。現任精密測試技術及儀器國家重點實驗室（天津大學）副主任、中國計量測試學會幾何量專業委員會副主任委員等職務。 ^[1]