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出版者:机械工业出版社

作者:张进生

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2005-6

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111119937

丛书系列:

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• 机械工程
• 实习
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• 技能培训

机械设计与制造基础：原理、工艺与应用 本书聚焦于现代机械工程领域的核心基础知识，全面系统地阐述了机械系统从概念设计到实际制造的全过程所必须掌握的理论、方法和工程实践。本书旨在为工程技术人员和相关专业学生提供一本既具深度又具广度的参考手册和学习指南。 --- 第一部分：机械设计基础理论 第一章 机械系统分析与建模 本章深入探讨机械系统的基本构成要素，包括刚体、柔性体和约束的物理特性。我们将详细介绍工程力学在机械设计中的应用，特别是静力学、动力学和材料力学的基础原理。重点内容包括： 结构受力分析： 阐述各种载荷类型（静载、动载、冲击载荷）下的应力、应变分析方法，引入胡克定律、莫尔圆等经典分析工具。 材料力学基础： 剖析金属、复合材料及新型工程材料的本构关系、屈服准则和失效模式（疲劳、蠕变、断裂）。 系统动力学建模： 介绍使用拉格朗日方程和牛顿-欧拉法对复杂机械系统进行运动学和动力学建模的方法，为振动分析和控制系统设计奠定基础。 第二章 机械零件设计与计算 本章是机械设计中的核心技术部分，涵盖了标准和非标准机械零件的设计、校核与优化。 联接件设计： 螺纹联接（静、动螺纹的强度计算、防松措施）、键、销、铆接和焊接的结构选择与强度校核。重点分析螺栓预紧力对联接可靠性的影响。 轴系设计： 轴的材料选择、直径确定（刚度控制与强度控制）、关键截面应力集中分析以及轴承的选型与润滑。讨论临界转速的计算与避免。 弹性元件设计： 详细介绍螺旋弹簧和板簧的设计计算，包括疲劳寿命预测和刚度特性调整。 摩擦、磨损与润滑： 深入探讨滑动摩擦、滚动摩擦的机理，不同润滑状态（流体润滑、边界润滑）下的摩擦系数计算，以及润滑剂的选择标准。 第三章 运动与机构设计 本章专注于机械的运动传递与变换原理。 机构运动分析： 阐述平面和空间机构的自由度计算、运动副、连杆机构的结构组成。重点分析凸轮机构、齿轮系和棘轮机构的运动特性。 齿轮传动设计： 阐述直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆的几何尺寸计算、强度设计（齿面接触强度和齿根弯曲强度）。讨论齿轮的制造精度等级标准及其对传动性能的影响。 带传动与链传动： 介绍V带、同步带和滚子链传动的张紧、包角、承载能力计算，以及传动比的确定与效率分析。 --- 第二部分：先进制造工艺与技术 第四章 材料成形基础工艺 本部分系统地介绍了将原材料转化为零部件的几种主要塑性加工方法。 铸造工艺： 涵盖砂型铸造、金属型铸造和特种铸造（如压力铸造、熔模铸造）的原理、优缺点及工艺流程控制。重点分析铸件的缩孔、气孔缺陷的成因与预防。 锻压工艺： 介绍模锻、自由锻的工艺参数（变形能、温度控制），以及对材料内部组织和力学性能的改善作用。探讨冷镦和冲压工艺在板材加工中的应用。 塑性极限分析： 引入材料的流动应力模型，用于指导复杂成形过程的有限元模拟和工艺参数优化。 第五章 切削加工原理与刀具技术 本章详细阐述机械零件的精度加工方法，特别是车、铣、刨、磨等主流加工技术。 切削基础理论： 分析前刀面、主后面、地面的几何角度对切削力的影响。阐述切削厚度、切削速度、进给量对刀具磨损和表面粗糙度的关系。 刀具材料与几何： 深入比较高速钢、硬质合金、陶瓷和PCD等刀具材料的耐磨性、红硬性。讲解刀具的常用几何参数体系（如奥氏体系、英制体系）。 机床误差与精度： 分析机床的系统误差、随机误差来源，以及如何通过调整补偿和使用精密测量技术来保证加工精度。 第六章 现代制造技术与数控加工 本章面向当前工业4.0背景下的先进制造方法。 数控（NC）编程基础： 介绍G代码和M代码的基本结构，直线插补、圆弧插补的原理。讲解FANUC、西门子等主流系统下的基本操作流程。 特种加工方法： 详细介绍电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）和激光加工的物理机理、适用材料及工艺精度。重点分析它们在难加工材料和复杂型腔加工中的优势。 增材制造（3D打印）： 概述选择性激光烧结（SLS）、熔融沉积成型（FDM）等技术的工作原理，分析其在快速原型制造和复杂结构件生产中的设计考量与局限性。 --- 第三部分：装配、检测与系统集成 第七章 机械装配与公差配合 本章关注零部件如何集成形成功能完善的机械系统。 几何精度与尺寸链： 讲解线性尺寸链和角度尺寸链的计算方法，分析累积误差对系统功能的影响。 标准公差与配合： 依据ISO标准，系统讲解孔系和轴系的基本尺寸、公差带的划分（IT等级）、配合的性质（间隙、过渡、过盈）及其在实际应用中的选择原则。 形位公差（GD&T）： 详细解读形位公差的符号、基准的选择与确定，以及在二维图样和三维模型中的应用，确保零件之间的功能关系。 第八章 表面工程与质量控制 表面处理对于提高机械零件的耐用性至关重要。 表面完整性： 分析加工硬化、残余应力、显微组织变化对零件表面性能的影响。 表面改性技术： 介绍渗碳、渗氮、镀层（电镀、化学镀）等热化学处理工艺，以及它们对提高零件表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性的作用。 测量与评价： 阐述表面粗糙度（Ra, Rz等参数）的测量方法与标准。介绍接触式和非接触式（如激光扫描）测量设备在零部件检测中的应用。 第九章 机械系统的可靠性与维护工程 本章强调从设计阶段就考虑系统的长期运行性能。 可靠性理论基础： 介绍失效率函数、平均故障间隔时间（MTBF）的概念。讲解可靠性指标的确定方法。 寿命预测： 应用威布尔分布和指数分布模型对设备寿命进行统计分析。结合疲劳试验数据，预测关键受力件的疲劳寿命。 状态监测与故障诊断： 探讨基于振动分析、温度监测和油液分析等技术，实现对设备健康状况的实时评估，从而制定预防性维护计划，最大限度减少非计划停机时间。 --- 本书的特点在于，它将深奥的理论知识与具体的工程实例紧密结合，涵盖了从材料选择、理论分析到精密制造和质量控制的完整工程链条，是工程实践者不可或缺的工具书。

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这本书的叙事风格非常贴近实际操作者的思维习惯，没有过多的冗长理论堆砌，而是开门见山地直击实验和实习中的关键环节。我特别欣赏它那种“干货满满”的写作方式，每一个步骤的描述都充满了工程师的务实精神。比如，在介绍某个工件的加工流程时，作者会毫不犹豫地给出最常用的参数范围和注意事项，甚至连设备调试时容易出现的“小毛病”和对应的快速解决方案都一一列举出来，这种经验性的传授远比教科书上的标准流程来得实在和宝贵。阅读起来就像是有一位经验丰富的老技师坐在你旁边，手把手地指导你完成任务，让人感觉安全感十足。对于我们这些需要尽快上手、解决实际问题的学习者来说，这种直截了当、注重实效的写作手法无疑是最高效的学习途径，极大地缩短了从理论到实践的跨越距离。

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这本书的排版和装帧真是让人眼前一亮。封面设计简洁而富有设计感，采用了深邃的蓝色调，搭配烫金的字体，透露出一种专业与严谨的气质。拿到手里能感受到纸张的质感相当不错，厚实且触感光滑，印刷清晰，油墨均匀，长时间翻阅眼睛也不会感到疲劳。特别是书中那些复杂的机械结构图和原理示意图，线条精准，标注清晰，即便是初次接触这些概念的读者，也能通过这些图示迅速抓住核心要点。这本教材在细节的处理上看得出是用心了，比如章节的划分逻辑清晰，页边距的留白恰到好处，使得整个阅读过程非常舒适流畅。装订结实，即便是频繁翻阅也不会担心书页松动，这对于一本需要反复查阅的实习指导书来说，是非常重要的优点。总而言之，从物理层面讲，这是一本制作精良、赏心悦目的工具书，光是摆在书架上都让人感到一种对知识的敬意。

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这本书的深度层次感处理得相当到位，它成功地在“科普性”和“专业性”之间找到了一个绝佳的平衡点。对于初学者而言，开篇的绪论和基础概念介绍部分，用词浅显易懂，能迅速建立起对整个机械工程领域的宏观认知，让人不会因为术语过多而望而却步。然而，一旦进入核心的实习项目章节，专业术语和计算公式便开始密集出现，其严谨程度完全达到了专业课程的要求。更妙的是，作者并非简单地抛出公式，而是会在关键处穿插解释这些公式背后的物理意义和限制条件，这种螺旋上升的学习路径设计，确保了读者在不断深入理解复杂问题的同时，不会遗漏任何基础支撑。这种既能“仰望星空”又能“脚踏实地”的编写策略，使得这本书既能作为入门指导，也能成为后续深化学习的参考手册，适用范围非常广阔。

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这本书在辅助学习资源的整合与利用方面做得十分出色，充分体现了数字化时代的教育理念。虽然它本身是一本纸质书，但在关键知识点和复杂操作的讲解处，作者都巧妙地指引读者去参考相应的在线资源，例如推荐了特定的模拟软件界面、验证视频链接或标准规范的查阅路径。这种虚拟与现实的结合，极大地增强了学习的互动性和实时性。当我遇到一个难以想象的力学模型时，书中的提示让我能立刻跳转到虚拟仿真环境中进行验证，这比单纯依靠想象力来理解要高效得多。此外，书中的章节索引设计非常人性化，关键字查找起来极为便捷，这对于工作流程中需要快速定位特定信息的工程师来说，是极其宝贵的特性，大大提高了查阅效率，真正做到了“工具书”的实用价值最大化。

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这本书在案例分析和项目设计的丰富性上，展现了其编著者深厚的行业积累。它收录的实习项目并非是孤立、脱节的理论练习，而是紧密围绕现代制造业中常见的实际生产场景展开。从最基础的测量与检验，到复杂的数控编程与调试，再到结构件的装配与性能测试，每一个模块都构建了一个完整且具有现实意义的工作流。让我印象深刻的是，很多章节后面都附带了“反思与优化”的小节，引导读者去思考“如果条件变化，我们该如何调整策略？”这种培养批判性思维的引导方式，是传统死记硬背的学习材料所缺乏的。它教会的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么要这样做”，这种对设计意图和过程控制的深入探讨，极大地提升了读者的工程素养，使其能举一反三，应对未知挑战。

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