具体描述
本书主要介绍机械加工领导中有关数控原理与系统，主要内容包括机床数控系统的基本概念、数控加工程序的预处理、轮廓插初原理、进给轴控制、主轴控制、辅助功能控制等数控技术，并介绍机床数控系统的硬、软件结构、系统连接情况，以及数控系统中新功能所涉及的有关技术，还适当介绍了一些实用技术。本书取材新颖，介绍的内容由浅入深，循序渐进，理论与实际相结合，反映了当今世界数控系统的技术发展前沿。本书为机电一体化类专业和技术培训工的教材，也可作为自动化领域及机械制造业有关工程技术人员和研究人员的参考书。
机械加工工艺与先进制造技术 本书简介 《机械加工工艺与先进制造技术》是一本全面深入探讨现代机械加工领域基础理论、核心工艺方法以及前沿制造技术的高级教科书和参考手册。本书旨在为机械工程、制造工程、材料科学以及相关交叉学科的本科生、研究生以及工程技术人员提供一个系统、严谨且与时俱进的知识体系框架。 本书的结构设计遵循从基础理论到具体工艺实践，再到未来发展趋势的逻辑递进路线，确保读者能够构建起扎实的理论基础和开阔的工程视野。全书共分为六大部分，涵盖了机械制造领域的关键环节。 --- 第一部分：机械制造基础理论与材料行为 本部分着重于奠定整个制造过程的基石——理解材料在加工过程中的物理和化学行为，以及确定加工过程的宏观力学基础。 第一章 制造系统的基础与发展趋势： 本章首先界定了现代制造系统的概念，探讨了从离散加工到柔性制造系统（FMS）的发展历程。重点分析了数字化、网络化和智能化在现代制造系统中的核心作用，包括对生产效率、质量控制和资源配置的影响。 第二章 工程材料的切削性能与热力学： 深入剖析了金属及其合金、陶瓷和复合材料在切削、磨削、特种加工等工艺过程中的本构关系、塑性变形机理和断裂行为。详细讨论了切削过程中的能量耗散、热源的产生与传递，以及由此引发的工件残余应力和表面完整性的变化。引入了材料科学在优化刀具材料选择和切削液配方中的应用。 第三章 切削力学与刀具接触模型： 本章是切削加工的基础分析工具。系统阐述了经典卡特（Kutter）模型、剪切角理论及现代有限元分析方法在预测切削力、扭矩和功率消耗中的应用。重点讲解了刀具前刀面、后刀面与已加工表面之间的几何接触关系，以及摩擦系数对加工稳定性的影响。 --- 第二部分：传统机械加工工艺详解 本部分聚焦于最常用、最成熟的切削加工技术，详细阐述其工艺参数、设备选型和质量控制要点。 第四章 车削工艺的优化与精度控制： 涵盖了普通车削、端面车削、仿形车削等多种基本车削操作。深入分析了进给量、切削深度、主轴转速对表面粗糙度（Ra值）和尺寸精度的影响规律。讨论了刀具磨损的类型（如后刀面磨损、月牙洼磨损）及其对加工稳定性（颤振）的反馈作用。 第五章 铣削与钻削的复杂性： 针对铣削这一多齿切削过程，详细分析了端铣、平面铣、仿形铣的力学模型和加工路径规划。特别强调了刀具进入和脱离切削区域时的冲击载荷问题。在钻削方面，阐述了排屑机理、钻头几何参数对孔质量（孔的圆度、垂直度）的影响。 第六章 磨削与超精密加工技术： 本章将磨削视为一种高精度、低应变率的加工过程。系统介绍了砂轮的制造、修整（砂轮“刃磨”）和平衡技术。深入探讨了砂轮与工件之间的磨粒切削机理，包括磨削比的计算和磨削热对工件表面性能的深远影响。同时，介绍了金刚石车削、磁流变抛光等超精密加工技术的原理和应用实例。 --- 第三部分：先进制造工艺与非常规加工 本部分拓展了视野，涵盖了在传统机床无法有效完成的工序中应用的先进和非常规加工方法。 第七章 电火花加工（EDM）原理与应用： 全面解析了电火花加工中电极与工件间的放电现象、等离子通道的形成与熄灭。重点分析了脉冲参数（电流、时间、电压、伺服控制）对材料去除率（MRR）和电极损耗比的影响。探讨了线切割（WEDM）在复杂二维轮廓加工中的优势。 第八章 激光加工与高能束流技术： 阐述了激光熔化、气化、烧蚀等作用机制。详细对比了激光切割、激光焊接和激光表面改性（如熔覆、强化）的技术特点。同时，介绍了电子束加工（EBM）在真空环境下对难熔材料加工的能力。 第九章 化学、电化学与超声波加工： 探讨了利用化学反应或电化学溶解作用进行材料去除的工艺，如电化学加工（ECM）在复杂型腔加工中的应用。并分析了超声波辅助加工如何通过微小冲击作用改善加工效率和表面质量。 --- 第四部分：制造过程中的质量控制与检测 本部分关注如何确保和验证最终产品的几何精度和表面性能，是实现高可靠性制造的关键。 第十章 几何量误差的来源与补偿： 系统分析了机床结构误差（如导轨副误差、主轴跳动）、安装误差和刀具误差在加工过程中的传递与累积效应。介绍了误差分组法、双坐标系补偿等误差补偿策略。 第十一章 表面完整性与残余应力分析： 深入研究加工硬化、相变、微观裂纹以及热应力对工件表面微观结构和力学性能的影响。讲解了非接触式测量技术（如激光扫描、白光干涉）在评估表面形貌和微观粗糙度上的应用。 第十二章 在线监测与智能反馈系统： 探讨了如何通过传感器（力、振动、温度传感器）实时采集加工过程数据，并建立数据模型进行状态预测。重点介绍了基于机器学习的刀具磨损诊断和加工稳定性预警系统，实现从“事后检验”到“过程控制”的转变。 --- 第五部分：计算机辅助制造（CAM）与数字化集成 本部分连接了设计（CAD）与制造（CAM）的桥梁，是实现智能制造的基础。 第十三章 制造信息模型与数据交换标准： 介绍了产品数据管理（PDM）和制造执行系统（MES）在车间层面的集成应用。重点讨论了STEP、IGES等数据交换标准在保证设计意图准确传递给加工设备中的作用。 第十四章 数控编程方法与后处理技术： 详细讲解了手工G/M代码编程的基本语法和结构。更侧重于介绍现代CAM软件（如Mastercam, Siemens NX等）的工作流程，包括刀具路径的生成算法、碰撞检测和后处理器（Post-processor）的定制化开发，以适配特定的数控系统。 --- 第六部分：柔性化与未来制造趋势 本部分展望了机械加工领域正在经历的深刻变革。 第十五章 增材制造（3D打印）与减材制造的融合： 对比分析了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造技术在复杂结构件制造上的优势。探讨了如何利用减材（切削）对增材制造的粗糙表面进行最终精加工，实现混合制造（Hybrid Manufacturing）的潜力。 第十六章 工业物联网（IIoT）与智能车间： 讨论了如何利用传感器、云计算和边缘计算技术构建实时反馈的智能车间。重点分析了预测性维护（PdM）在减少非计划停机时间中的经济价值，以及数据驱动的工艺参数自适应调整机制。 全书内容紧密结合工业实际案例和最新的科研进展，力求将深奥的理论原理转化为可操作的工程方法，是系统学习和掌握现代机械制造核心技术的必备参考书。
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