机械精度设计与检测基础实验指导书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:

出品人:

页数:72

译者:

出版时间:2003-1

价格:14.80元

装帧:

isbn号码:9787560317298

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• 机械制造
• 测量技术
• 精度工程
• 实验指导
• 高等教育
• 机械工程
• 教学参考
• 实验教学
• 质量控制

现代制造技术与质量控制：先进工艺与智能检测实践 图书简介 本书是一本面向工业工程、机械制造及其自动化、质量管理等专业领域的高级实验指导与理论深度拓展教材。它聚焦于现代制造业的核心挑战——如何通过先进制造工艺实现高精度、高可靠性的产品，并利用前沿的检测技术确保产品质量符合最严苛的标准。全书内容紧密结合当前工业4.0和智能制造的发展趋势，旨在为读者构建一个从设计理念到最终检验的全链条技术认知体系。 本书的结构设计充分考虑了理论知识的系统性与工程实践的即时性需求。全书分为四个主要部分，涵盖了从宏观的工艺选择到微观的形位公差控制，再到数字化质量管理的完整知识谱系。 第一部分：先进制造工艺基础与优化 本部分深入探讨了当前工业生产中主流的高精度加工技术及其背后的物理原理和优化策略。不同于传统加工方法的粗放式控制，本部分侧重于超精密加工、增材制造（3D打印）的材料特性控制，以及面向特定功能表面的微纳结构实现技术。 具体内容包括： 特种加工技术精进： 详细介绍了电火花加工（EDM）的放电机制调控、激光熔覆（LMD）过程的热影响区（HAZ）控制，以及超声波辅助加工中的能量耦合效率分析。实验部分着重于如何通过调整工艺参数（如脉冲宽度、电流密度、冷却介质选择）来直接影响工件的表面粗糙度和残余应力分布。 增材制造的结构完整性研究： 重点分析了选择性激光烧结（SLS）和电子束熔化（EBM）过程中粉末床的预热温度对致密度和微观孔隙率的影响。探讨了如何通过梯度材料设计，在单一零件中实现硬度与韧性的区域优化。 柔性制造系统（FMS）的配置与调试： 讲解了模块化机床单元、自动上下料系统（如SCARA和六轴机器人）的运动学规划与碰撞检测算法。实践案例涉及如何利用PLC和工业PC实现复杂零件的快速换型生产，并进行OEE（整体设备效率）的实时计算与瓶颈分析。 第二部分：几何量与形位公差的理论深化 本部分超越了传统尺寸测量的范畴，专注于复杂几何特征的误差理论、补偿模型和高级拟合算法。它强调的是“功能导向的设计与测量”理念。 误差传递与累积分析（Tolerance Stack-up）： 详细阐述了蒙特卡洛模拟在预测装配体偏差范围中的应用，并引入了敏感度分析，以识别设计中最易受制造波动影响的关键尺寸链。 形位公差的数学模型： 深入解析了最大实体要求（MMR）、最小实体要求（LMR）在实际制造中的应用边界。通过最小二乘法、最小包容区域（Min-Max）等算法，指导读者如何精确建立和验证复杂的基准参照系（Datum Reference Frame, DRF）。 曲面与复杂特征的参数化描述： 介绍了NURBS（非均匀有理B样条）曲面在CAD/CAM中的应用，以及如何利用曲率分析来评估复杂曲面如叶片或模具型面的加工质量和可制造性（DFM）。 第三部分：先进计量与质量控制体系 本部分是全书的实践核心，聚焦于高精度测量设备的操作、数据处理与智能决策。 光学与非接触式测量技术： 详细介绍了激光跟踪仪（LTC）的现场校准流程与误差源识别；三维结构光扫描的数据配准技术（Registration）与点云后处理（如滤波、去噪、网格生成）。实验重点在于如何利用高精度扫描数据重建物理零件模型，并与CAD模型进行偏差分析（Deviation Analysis）。 坐标测量机（CMM）的高级应用： 不仅限于点探测，更深入到接触式轮廓仪和表面纹理分析。内容包括CMM的系统误差补偿（如探针偏心、机械轴精度补偿）的原理，以及如何设计高效的探测路径规划（Probe Path Planning）以最小化测量时间并确保覆盖率。 计量学中的不确定度评估： 引入GUM（测量不确定度指南）的基本框架，指导实验人员如何根据测量仪器规格、环境因素和操作标准，科学地量化测量结果的可靠性，为质量判定提供坚实的统计基础。 第四部分：数字化质量保证与过程监控 本部分将视角提升至全生产周期的质量管理，强调数据驱动的决策制定。 统计过程控制（SPC）的深化应用： 超越传统的$ar{X}-R$图，深入探讨了过程能力指数（$C_{pk}, P_{pk}$）在复杂多变量系统中的应用，以及如何利用主成分分析（PCA）识别过程中的关键影响因子。 机器视觉（Machine Vision）在缺陷检测中的集成： 介绍了深度学习在表面缺陷（如裂纹、划痕、杂质）自动识别中的最新进展，包括卷积神经网络（CNN）的训练与验证。实验内容涉及构建一个简单的在线检测单元，实现对生产线上流部件的实时Pass/Fail判断。 数据可视化与质量追溯： 讨论了如何构建一个集成了MES（制造执行系统）和QMS（质量管理系统）的数字化平台。重点在于利用时间序列分析监测设备漂移，并建立不可篡改的质量数据链，实现从原材料到成品出库的全程可追溯性。 本书旨在培养学生将理论知识转化为解决复杂工程问题的能力，是未来高精度、高可靠性智能制造工程师的必备参考。

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拿到一本理工科的实验指导书，最怕的就是内容陈旧、脱离当前行业主流技术。我希望这本关于机械精度设计与检测的书，能在实验内容的选择上紧跟现代制造的前沿。如今的精密制造早已不再是简单的机械加工，它融入了大量的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）乃至人工智能优化。因此，我期待看到一些将传统精度理论与数字化工具相结合的实验模块。比如说，如何利用有限元分析（FEA）软件模拟装配体的形位公差对整体性能的影响，或者设计一个实验来评估不同CNC加工路径对零件表面粗糙度和精度的实际影响。如果指导书仅仅停留在传统的手工测量和理论计算上，那它的价值就会大打折扣。它需要成为一座桥梁，连接起教科书上的经典理论与现代工厂车间里真实面对的那些复杂、多变的精度挑战，让读者在动手实践中体会到数字化工具的强大威力。

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从教学角度来看，一本好的指导书必须是具有启发性和适应性的。我设想这本《机械精度设计与检测基础实验指导书》应该能提供足够的灵活性，以适应不同实验条件的需要。例如，针对不同的实验室设备条件，书中是否提供了多套替代性的实验方案？当标准设备不可用时，如何利用现有资源进行等效的精度验证？更重要的是，实验报告的要求部分应该详尽且具有指导性，明确区分理论预期值、实际测量值、系统误差和随机误差的分析权重。如果实验指导书能够鼓励学生设计自己的验证方案，而不是亦步亦趋地跟随预设步骤，那么它就成功地将学生从被动的执行者转变为主动的探索者。这种引导学生进行“批判性实验”的设计，才是提升工程素养的关键所在。

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对于一本基础实验指导书而言，其最大的价值在于建立起严谨的科学态度和规范的操作习惯。我深切关注的是，这本书在“检测”这一环节是如何引导学生的。检测不仅仅是记录读数，更是一个系统的误差溯源和质量控制过程。我希望能看到详细的测量系统分析（MSA）的实验设计，让学生理解测量仪器的准确度、精度、重复性、再现性等关键指标的重要性。例如，设计一个对比实验，使用不同精度等级的量具去测量同一批次零件，然后要求学生计算和分析不同量具带来的测量不确定度，并解释为何在特定的精度要求下必须选用特定的测量工具。这种深入到方法论层面的引导，远比仅仅教会如何读取游标卡尺有价值得多。它培养的是一种对“精确”的敬畏之心和科学探究精神。

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这本《机械精度设计与检测基础实验指导书》显然是为那些希望在机械设计和制造领域打下坚实基础的学子们准备的。从书名来看，它聚焦于将理论知识转化为实践操作的关键环节，这一点对于工程教育至关重要。我尤其期待它在实验设计上能体现出足够的创新性和贴近工业实际的深度。如果指导书能够清晰地阐述每一个实验背后的设计原理，不仅仅是“怎么做”，更要深挖“为什么这么做”，那么它对于培养学生的系统思维和解决复杂工程问题的能力将是极大的助益。例如，在公差配合与测量技术的实验部分，期待看到超越传统千分尺测量的更前沿的接触式或非接触式测量技术的引入，比如光学测量或三坐标测量的基础应用案例。此外，优秀的实验指导书应当具备极强的可操作性，图文并茂的步骤说明，清晰的设备操作流程，以及详尽的误差分析框架，才能真正帮助初学者避免“做了白做”的窘境，确保实验结果的可靠性和可重复性。

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读完一本技术指导书，如果合上之后，脑海中仍然能清晰浮现出那些需要细致权衡的工程决策点，那它无疑是成功的。我期望这本书在“设计”与“检测”的交叉点上能做到精妙的平衡。例如，在设计一个简单机械结构时，如何根据后续的检测手段来反推最初的设计公差分配，这才是机械精度设计的精髓所在。这本书是否能通过一些循序渐进的案例，展示“公差的成本”——即更高的精度带来更高的制造成本，以及设计者如何在性能需求和经济效益之间找到最佳平衡点？如果实验能涵盖从图纸规范的解读，到实际加工过程中的精度保持，再到最终检测的整个闭环，那么它就不仅仅是一本实验手册，更像是一部浓缩的现代精密制造流程的实践指南，能让读者深刻理解精度管理在整个产品生命周期中的核心地位。

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