本书以满足高等学校机械工程类专业学生的专业素质教育需要为目的，以智能制造和新工科建设为背景，主要面向大学一、二年级学生，系统而深入浅出地阐述机械工程的相关基础知识、机械设计与现代设计方法、机械制造工艺技术、机电一体化与机械制造自动化技术及机械工程技术的新发展，使读者了解当前工业化与信息化高度融合产物的智能制造的发展态势，同时，结合目前工程教育认证的大环境，特别增加现代机械工程教育章节，介绍机械工程人才创新能力的培养和创新型人才培训的具体实践方案。本书提供配套电子课件、习题参考答案等。 本书可作为高等学校机械类专业一、二年级学生或非机械类专业学生开展机械工程通识教育的教学用书，也可以作为近机类专业教师的教学参考书及从事机械工程类相关工作的工程技术人员了解机械工程的参考书，还可以作为其他人员的课外读物。
李勇峰，男，河南科技学院机电学院副院长/副教授。长期讲授《数控机床与编程》《机电专业英语》《机械制造技术基础》《机械工程概论》《机械制造工艺学》《工程材料及成型技术基础》《现代材料测试与分析技术》等课程。荣获河南省教育系统教学技能竞赛二等奖，《机械制造工艺学》多媒体课件荣获河南省信息技术教育优秀成果三等奖。
目 录
第1章 绪论 1
1.1 机械与机械工程 1
1.1.1 机械有关的基本概念 1
1.1.2 机械工程的服务领域及工作内容 3
1.2 机械工程发展与社会发展 5
1.2.1 世界机械发展简史 5
1.2.2 中国机械发展简史 13
1.2.3 机械工程发展展望 19
1.3 本课程的基本内容、学习要求与方法 20
1.3.1 机械工程学科简介 20
1.3.2 本课程的基本内容 22
1.3.3 本课程的学习要求与方法 23
复习思考题 23
参考文献 23
第2章 机械工程基础 24
2.1 工程制图基础 24
2.1.1 制图标准及图样画法 24
2.1.2 零件的互换性与公差 33
2.1.3 零件图和装配图 36
2.1.4 计算机制图及常用软件 38
2.2 工程材料基础 40
2.2.1 工程材料的发展及分类 43
2.2.2 金属材料及其性能 45
2.2.3 高分子材料及其性能 52
2.2.4 陶瓷材料及其性能 56
2.2.5 复合材料及其性能 58
2.3 工程力学基础 60
2.3.1 工程静力学 60
2.3.2 工程运动学 62
2.3.3 工程动力学 63
2.3.4 材料力学基础知识 64
2.3.5 杆件的受力与变形形式 65
2.3.6 构件失效 67
复习思考题 69
参考文献 69
第3章 机械设计与现代设计方法 70
3.1 概述 70
3.1.1 机械设计方法发展历程 70
3.1.2 传统设计方法和现代设计方法的关系 71
3.2 机械设计的基本方法 72
3.2.1 机械设计的基本要求 72
3.2.2 机械设计方法和一般步骤 73
3.3 常用的现代设计方法 74
3.3.1 优化设计 75
3.3.2 有限元设计 80
3.3.3 可靠性设计 85
3.3.4 创新设计 88
3.3.5 反求设计 93
复习思考题 98
参考文献 98
第4章 机械制造工艺技术 99
4.1 机械制造工艺概述 99
4.1.1 机械制造工艺及其阶段划分 99
4.1.2 机械制造工艺的成形学分类 100
4.1.3 机械制造工艺的发展特征 101
4.1.4 机械制造工艺中的新技术 102
4.2 受迫成形加工工艺（?m = 0） 103
4.2.1 铸造成形 103
4.2.2 压力加工 109
4.2.3 粉末冶金 110
4.2.4 高分子材料塑性成形 111
4.3 去除成形加工工艺（?m＜0） 114
4.3.1 切削加工 114
4.3.2 特种加工去除工艺 125
4.4 添加成形加工工艺（?m＞0） 130
4.4.1 累积加工 130
4.4.2 结合加工 131
4.5 先进制造工艺简介 134
4.5.1 光整加工技术 134
4.5.2 微细加工技术 136
4.5.3 纳米加工技术 137
复习思考题 137
参考文献 138
第5章 机电一体化与机械制造自动化技术 139
5.1 机电一体化技术简介 139
5.1.1 概述 139
5.1.2 机电一体化系统的基本组成 142
5.1.3 机电一体化技术体系 144
5.1.4 典型的机电一体化应用实例 148
5.2 机械制造自动化技术及实例 154
5.2.1 概述 154
5.2.2 自动化加工设备 157
5.2.3 自动化加工刀具 164
5.2.4 物流供输自动化 170
5.2.5 装配过程自动化 174
5.2.6 检测过程自动化 176
复习思考题 178
参考文献 178
第6章 机械工程技术的新发展 179
6.1 增材制造与3D打印 179
6.1.1 概述 179
6.1.2 增材制造技术 179
6.1.3 发展趋势 181
6.2 纳米制造 182
6.2.1 概述 182
6.2.2 纳米制造的加工原理 182
6.2.3 纳米制造的应用实例 185
6.3 生物制造 186
6.3.1 概述 186
6.3.2 生物制造的主要研究方向 186
6.3.3 生物制造的应用实例 188
6.4 智能制造 189
6.4.1 智能制造的概念 189
6.4.2 智能制造系统 190
6.4.3 智能制造的发展现状 190
6.4.4 智能制造的关键技术 191
6.4.5 智能制造的发展方向 193
6.5 工业4.0发展战略 193
6.5.1 工业4.0的概念 193
6.5.2 工业4.0的特点 193
6.5.3 工业4.0的三大主题 194
参考文献 194
第7章 现代机械工程教育 195
7.1 机械工程教育体系 195
7.1.1 机械工程教育发展历程 195
7.1.2 机械工程教育体系 195
7.2 机械工程类专业人才培养 197
7.2.1 机械工程人才的素质 197
7.2.2 机械工程人才的知识结构和能力 198
7.2.3 当前机械类工程教育中遇到的问题 199
7.3 创新型人才培养的改革与实践 200
参考文献 204
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