本書以滿足高等學校機械工程類專業學生的專業素質教育需要為目的，以智能制造和新工科建設為背景，主要面向大學一、二年級學生，系統而深入淺出地闡述機械工程的相關基礎知識、機械設計與現代設計方法、機械制造工藝技術、機電一體化與機械制造自動化技術及機械工程技術的新發展，使讀者了解當前工業化與信息化高度融合產物的智能制造的發展態勢，同時，結合目前工程教育認證的大環境，特別增加現代機械工程教育章節，介紹機械工程人才創新能力的培養和創新型人才培訓的具體實踐方案。本書提供配套電子課件、習題參考答案等。 本書可作為高等學校機械類專業一、二年級學生或非機械類專業學生開展機械工程通識教育的教學用書，也可以作為近機類專業教師的教學參考書及從事機械工程類相關工作的工程技術人員了解機械工程的參考書，還可以作為其他人員的課外讀物。
李勇峰，男，河南科技學院機電學院副院長/副教授。長期講授《數控機床與編程》《機電專業英語》《機械制造技術基礎》《機械工程概論》《機械制造工藝學》《工程材料及成型技術基礎》《現代材料測試與分析技術》等課程。榮獲河南省教育系統教學技能競賽二等獎，《機械制造工藝學》多媒體課件榮獲河南省信息技術教育優秀成果三等獎。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 機械與機械工程 1
1.1.1 機械有關的基本概念 1
1.1.2 機械工程的服務領域及工作內容 3
1.2 機械工程發展與社會發展 5
1.2.1 世界機械發展簡史 5
1.2.2 中國機械發展簡史 13
1.2.3 機械工程發展展望 19
1.3 本課程的基本內容、學習要求與方法 20
1.3.1 機械工程學科簡介 20
1.3.2 本課程的基本內容 22
1.3.3 本課程的學習要求與方法 23
復習思考題 23
參考文獻 23
第2章 機械工程基礎 24
2.1 工程制圖基礎 24
2.1.1 制圖標準及圖樣畫法 24
2.1.2 零件的互換性與公差 33
2.1.3 零件圖和裝配圖 36
2.1.4 計算機制圖及常用軟件 38
2.2 工程材料基礎 40
2.2.1 工程材料的發展及分類 43
2.2.2 金屬材料及其性能 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 復合材料及其性能 58
2.3 工程力學基礎 60
2.3.1 工程靜力學 60
2.3.2 工程運動學 62
2.3.3 工程動力學 63
2.3.4 材料力學基礎知識 64
2.3.5 桿件的受力與變形形式 65
2.3.6 構件失效 67
復習思考題 69
參考文獻 69
第3章 機械設計與現代設計方法 70
3.1 概述 70
3.1.1 機械設計方法發展歷程 70
3.1.2 傳統設計方法和現代設計方法的關系 71
3.2 機械設計的基本方法 72
3.2.1 機械設計的基本要求 72
3.2.2 機械設計方法和一般步驟 73
3.3 常用的現代設計方法 74
3.3.1 優化設計 75
3.3.2 有限元設計 80
3.3.3 可靠性設計 85
3.3.4 創新設計 88
3.3.5 反求設計 93
復習思考題 98
參考文獻 98
第4章 機械制造工藝技術 99
4.1 機械制造工藝概述 99
4.1.1 機械制造工藝及其階段劃分 99
4.1.2 機械制造工藝的成形學分類 100
4.1.3 機械制造工藝的發展特征 101
4.1.4 機械制造工藝中的新技術 102
4.2 受迫成形加工工藝（?m = 0） 103
4.2.1 鑄造成形 103
4.2.2 壓力加工 109
4.2.3 粉末冶金 110
4.2.4 高分子材料塑性成形 111
4.3 去除成形加工工藝（?m＜0） 114
4.3.1 切削加工 114
4.3.2 特種加工去除工藝 125
4.4 添加成形加工工藝（?m＞0） 130
4.4.1 累積加工 130
4.4.2 結合加工 131
4.5 先進制造工藝簡介 134
4.5.1 光整加工技術 134
4.5.2 微細加工技術 136
4.5.3 納米加工技術 137
復習思考題 137
參考文獻 138
第5章 機電一體化與機械制造自動化技術 139
5.1 機電一體化技術簡介 139
5.1.1 概述 139
5.1.2 機電一體化系統的基本組成 142
5.1.3 機電一體化技術體系 144
5.1.4 典型的機電一體化應用實例 148
5.2 機械制造自動化技術及實例 154
5.2.1 概述 154
5.2.2 自動化加工設備 157
5.2.3 自動化加工刀具 164
5.2.4 物流供輸自動化 170
5.2.5 裝配過程自動化 174
5.2.6 檢測過程自動化 176
復習思考題 178
參考文獻 178
第6章 機械工程技術的新發展 179
6.1 增材制造與3D打印 179
6.1.1 概述 179
6.1.2 增材制造技術 179
6.1.3 發展趨勢 181
6.2 納米制造 182
6.2.1 概述 182
6.2.2 納米制造的加工原理 182
6.2.3 納米制造的應用實例 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 生物制造的應用實例 188
6.4 智能制造 189
6.4.1 智能制造的概念 189
6.4.2 智能制造系統 190
6.4.3 智能制造的發展現狀 190
6.4.4 智能制造的關鍵技術 191
6.4.5 智能制造的發展方向 193
6.5 工業4.0發展戰略 193
6.5.1 工業4.0的概念 193
6.5.2 工業4.0的特點 193
6.5.3 工業4.0的三大主題 194
參考文獻 194
第7章 現代機械工程教育 195
7.1 機械工程教育體系 195
7.1.1 機械工程教育發展歷程 195
7.1.2 機械工程教育體系 195
7.2 機械工程類專業人才培養 197
7.2.1 機械工程人才的素質 197
7.2.2 機械工程人才的知識結構和能力 198
7.2.3 當前機械類工程教育中遇到的問題 199
7.3 創新型人才培養的改革與實踐 200
參考文獻 204
新書資訊