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出版者:机械工业出版社

作者:李文林等编

出品人:

页数:423

译者:

出版时间:2001年1月1日

价格:22.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111088707

丛书系列:

图书标签:

• 钳工
• 实用技术
• 问答
• 机械制造
• 技能培训
• 工装夹具
• 金属加工
• 维修
• 技术手册
• 工业技术

《机械设计与制造：基础理论与应用实践》 图书简介 本书旨在为工程技术人员、机械设计专业学生以及对现代制造业感兴趣的读者提供一个全面、深入且实用的知识体系，聚焦于机械设计与制造领域的核心理论、先进技术和工程实践。全书内容涵盖了从基础材料科学到复杂系统集成的多个层面，力求在理论的严谨性与应用的实用性之间找到最佳平衡点。 第一部分：机械设计基础与材料科学 本部分系统阐述了机械设计所必需的理论基石。 第一章：工程材料的分类、性能与选择 深入剖析了金属材料（钢铁、有色金属及其合金）、高分子材料、陶瓷材料及复合材料的微观结构、宏观力学性能（强度、刚度、韧性、疲劳、蠕变）以及物理化学特性。重点讨论了材料在特定工况（高温、低温、腐蚀环境）下的行为模式，并提供了基于可靠性需求的工程材料选择方法论。详细介绍了热处理、表面改性等关键工艺对材料性能的调控作用，强调了增材制造（3D打印）材料的特殊性及其应用前景。 第二章：机械零件的强度与可靠性设计 本章是机械设计的心脏。首先，复习了静力学、动力学分析基础，引入了应力集中理论和疲劳寿命评估的经典方法（如S-N曲线法、Miner准则）。随后，全面介绍了各种失效模式（断裂、塑性变形、接触疲劳、磨损）的预防措施。内容涵盖了应力-应变分析、安全系数的确定、基于概率论的可靠性设计方法（如极限状态法）。着重讲解了关键连接件（螺纹连接、铆接、焊接）的疲劳强度优化设计。 第三章：机械传动与运动控制基础 详细解析了各类机械传动系统的设计原理与计算。包括齿轮传动（直齿圆柱齿轮、斜齿轮、人字齿轮）的精度、强度、润滑与寿命设计；蜗轮蜗杆传动的效率与自锁分析；带传动、链传动的啮合特性与张紧度控制。对于轴系设计，系统阐述了轴的强度校核、刚度校核、临界转速分析以及关键轴承的选型与装配技术，确保传动系统的平稳、高效运行。 第二部分：现代制造技术与工艺控制 本部分将设计理念转化为可制造的实体，聚焦于先进制造工艺及其质量控制。 第四章：切削加工原理与数控技术 系统阐述了切削过程中的力学、热学和摩擦学现象。详细介绍了车削、铣削、钻削、镗削等基本加工工艺的参数选择与优化，包括切削用量、刀具几何角度、切削液的选择。重点深入讲解了数控（NC）机床的工作原理、坐标系定义、G/M代码编程基础及后处理技术。涵盖了复杂曲面零件的数控加工路径规划与刀具补偿策略。 第五章：特种加工技术与表面工程 针对传统切削难以加工的难加工材料和复杂结构，本书详述了电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、激光加工、超声波加工等非传统加工方法的工作原理、适用范围及工艺参数控制。在表面工程方面，深入探讨了提高零件服役性能的表面处理技术，如渗碳、渗氮、PVD/CVD涂层技术，并分析了这些工艺对零件残余应力和尺寸精度的影响。 第六章：现代铸造与塑性成形技术 本章侧重于材料的整体成形过程。铸造部分涵盖了砂型铸造、金属型铸造和精密铸造（如熔模铸造）的工艺流程、砂型设计、冒口补缩理论及铸件缺陷的预防。塑性成形部分则详细分析了锻造（开式模锻、闭式模锻）、冲压（拉深、冲裁、折弯）和轧制工艺的变形机理，强调了优化模具设计和控制回弹效应的关键技术。 第三部分：系统集成、质量保证与数字化制造 本部分将视野扩展到整个产品生命周期管理和智能制造前沿。 第七章：机械系统的装配、调试与测试 阐述了复杂机械系统（如机床、机器人关节、自动化生产线）的装配工艺流程、精度保证措施和关键配合公差的控制。讲解了现代计量学在机械制造中的应用，包括三坐标测量机（CMM）的使用、激光跟踪仪等非接触式测量技术。重点介绍了系统运动学误差辨识、补偿及动态性能测试方法。 第八章：制造过程的数字化与智能化 全面介绍了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）在现代设计制造中的集成应用。深入探讨了产品全生命周期管理（PLM）系统的架构与数据管理。特别关注工业物联网（IIoT）、数字孪生（Digital Twin）技术在实时监控、预测性维护和工艺优化中的前沿应用，为读者构建未来工厂的认知框架。 第九章：质量管理体系与工程标准化 本章从宏观角度审视制造质量。详细讲解了ISO 9000系列质量管理体系的要求、实施与审核。引入了六西格玛（Six Sigma）方法论在减少制造波动、提高过程能力指数（Cp/Cpk）中的应用。强调了国际、国家及行业标准的制定和遵循，确保产品设计的通用性和互换性。 结语 本书理论深度适中，图表丰富，大量结合了实际工程案例进行分析和说明，旨在培养读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力，是机械工程师和技术人员案头必备的参考用书。

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阅读体验上，这本书的排版和图示清晰度相当不错，尤其是那些机械构造的剖视图，线条十分工整，这对于理解复杂的机构运动大有裨补。我购入此书的初衷是想学习如何优化现有的模具设计流程，特别是关于热流道系统的平衡设计和注塑收缩率的精确预测模型。这本书中关于模具设计的内容，更多地集中在分型面选择、冷却水路布局的经验法则上，这些都是非常经典的“老师傅的经验”。然而，当涉及到现代模具设计软件（如Moldflow或UG）中的高级仿真功能时，比如如何设置复杂的网格划分、如何模拟多腔模具中的瞬时压力波动，书中完全没有提及。我本来希望找到一些关于如何利用FEA（有限元分析）来预测模具寿命和疲劳强度的章节，这对于降低我们的维护成本至关重要。结果，书里对这些前沿的计算模拟技术避而不谈，反倒是花了不少篇幅详细讲解了如何手动计算拔模斜度以避免脱模困难，这在如今自动化脱模已成标配的时代，显得有些过于基础和冗余了。

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翻开这本书，一股朴实的金属加工气息扑面而来，仿佛置身于一个老式车间里。我原本是想深入了解一下精密测量仪器如三坐标测量机（CMM）的数据解读和误差补偿机制的，因为最近我们新购入的设备总是在重复性精度上有些偏差。这本书在测量章节主要介绍了游标卡尺、千分尺等传统工具的使用方法，这部分内容非常细致，连如何正确读取最小刻度都讲得清清楚楚，对于新手来说无疑是极好的启蒙读物。但是，对于现代质量控制体系中越来越依赖的数字化测量和SPC（统计过程控制）的应用案例，书中几乎没有涉及。比如，如何建立在线实时反馈系统以自动调整机床补偿参数，这些内容完全是空白。我甚至翻到了关于材料力学特性的部分，希望能找到关于特定新型合金在不同应力下的塑性形变阈值，但书中的材料性能表格依然是针对传统钢材和铝合金的常规数据。这让我感觉这本书在时间上稍微有些滞后了，技术的发展速度太快，而这本书似乎定格在了十多年前的某个技术节点，对于追求极致精度和效率的现代制造环境来说，提供了坚实的基础，但缺少了通往未来的桥梁。

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这本技术手册，初拿到手时，那种厚重感就让人觉得内容扎实。我主要是想找一些关于现代数控机床操作维护方面的知识，尤其是对于一些新引入的复杂刀具路径编程细节，希望能有更深入的讲解。然而，这本书的侧重点似乎更多地放在了传统机械加工的基础工艺流程上，比如划线、锯削、锉削这些基础工序的要领，这对于我目前的工作强度和技术升级需求来说，信息密度稍显不足。细节上，关于高精度研磨和抛光的技术参数标准，书中确实有所提及，但讲解方式偏向于理论阐述，缺乏实际操作中常见的疑难问题排查案例。举个例子，在处理不同硬度材料时的切削液选择和最佳转速范围的图表不够详尽，如果能加入更多基于实际车间环境的“经验之谈”，比如在恒温控制不佳的车间如何调整冷却系统策略，那对我们这些一线工程师会更有帮助。总体来说，它更像是一本面向职业学校或初级技工的入门教材，对于寻求前沿技术突破和复杂问题解决方案的资深从业者来说，深度上还有提升空间。我期待的更多是关于自动化装配线中的机器人调试技巧，以及如何利用有限元分析来优化夹具设计等高阶内容，这些在书里基本没有触及。

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我对工具的使用规范和安全操作规范特别关注，毕竟安全生产是重中之重。这本书的安全章节内容详实，对于车间常见的三大伤害源（旋转部件、切削飞溅、高压油路）都有明确的警示和防护措施说明，这一点值得肯定。例如，关于砂轮的安装、平衡校验，以及磨削过程中可能发生的崩裂现象预警，讲解得非常到位，步骤清晰。不过，随着工业4.0的推进，人机交互界面（HMI）的安全逻辑设计变得愈发重要。我原本期待看到关于现代急停系统如何与其他安全链（如光栅、安全门）集成，以及如何应对软件层面的安全故障（Safety PLC编程）的讨论。这本书的安全理念似乎更侧重于物理防护，对于数字化安全和网络安全在工业控制系统中的渗透，则完全没有涉及。这就像一本优秀的老式驾驶手册，教你如何换挡、如何看路况，但对自动驾驶的系统故障处理却束手无策。对于我们工厂现在正在进行的设备联网改造来说，这本书提供的安全视野显得有些局限了。

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这本书的行文风格非常务实，语言直接，没有过多的学术修饰，这一点很符合一线操作人员的阅读习惯。我主要是想了解一下关于先进焊接技术，特别是搅拌摩擦焊（FSW）或电子束焊（EBW）的应用条件和后处理工艺的进展。这本书的焊接部分主要聚焦于MIG/MAG和TIG焊的基础参数设定，以及焊后的常见缺陷（如气孔、未熔透）的识别与返修方法。对于这些传统焊接方法，书中的讲解是全面且实用的，例如不同坡口形式对焊接变形的影响曲线分析得不错。但对于那些需要高洁净度和高强度的现代结构件所依赖的非熔池焊技术，如FSW，书中仅仅是一笔带过，没有提供任何关于工具设计、摩擦参数和对材料微观结构影响的深入分析。我尝试寻找如何利用热像仪进行无损检测（NDT）的最新技术，特别是超声波相控阵检测（PAUT）在焊接质量评估中的应用实例，但这部分信息完全缺失。因此，对于期望跟上材料连接技术前沿的工程师而言，这本书更像是一部巩固基础的工具书，而非指引未来的灯塔。

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