具体描述
本书是面向21世纪中等职业教育国家规划教材。全书共分两部分，第一部分为习作实践，共七章，主工培养习作实践，共七章，主要培养学生的基本技能，其中第一、二、四章为机械方面的基本技能训练，第三、五、六章为电子表类方面的基本技能训练，第七章为行业考证的基本技能训练。第二部分为设计实践。共三章，主要培养学生的综合应有用能力，其中第一章培养学生的在液压气动设备方面的综合应用能力，第二章培养学生运用电子技术，单片机技术在机电设备的方面的综合应有用，第三章培养学生运用可编程控制器技术在机电设备方面的综合应用能力。
本书可作为中等职业技术学校的机电技术专业及其相关专业的教学用书，也可作为工程技术人员的工人参考书。
机械制造及其自动化技术：现代工业核心的理论与实践 本书聚焦于机械制造及其自动化技术领域的前沿理论、核心工艺与实际应用，旨在为工程技术人员、相关专业学生及行业研究者提供一本全面、深入且具有实践指导价值的参考书。全书内容紧密围绕现代智能制造的需求，涵盖了从基础原理到复杂系统集成的多层次知识体系。 第一部分：现代机械设计理论与先进材料 本部分着重探讨当代机械设计在可靠性、轻量化和智能化方面的最新发展。 1.1 机械系统可靠性工程 深入分析机械零部件的失效模式与寿命预测方法，包括疲劳分析、蠕变和断裂力学在实际工程问题中的应用。详细阐述基于概率的可靠性设计方法（如极限状态法、二阶矩法），并引入基于全生命周期的维护优化策略（如RCM）。重点介绍在极端工作环境（高温、高压、腐蚀）下提高结构安全裕度的设计技巧。 1.2 先进功能材料在机械结构中的应用 探讨高性能工程塑料、复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料CFRP）和智能材料（如形状记忆合金）的力学性能、加工特性及其在高端装备制造中的应用潜力。对比分析传统金属材料与新型材料在比强度、比刚度和阻尼特性上的差异，并指导读者如何根据具体工况选择最合适的材料体系。 1.3 仿生学与拓扑优化设计 介绍如何借鉴自然界结构的设计原理，优化机械部件的受力分布和形态结构。详细讲解拓扑优化算法的原理、常用软件操作流程及其在轻量化结构设计中的案例分析，强调优化结果的可制造性评估。 第二部分：先进制造工艺与数控技术 本部分是全书的核心，系统梳理了现代机械加工的精度控制、表面工程技术以及基于计算机的制造系统。 2.1 高精度与难加工材料加工技术 深入研究车削、铣削、磨削等传统加工方法的机理与误差补偿技术。重点解析增材制造（3D打印）技术，特别是选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）在制造复杂几何零件中的优势与挑战。讨论针对钛合金、镍基高温合金等难加工材料的切削参数优化、刀具选择与冷却润滑技术。 2.2 现代表面工程与改性技术 全面介绍提高零件表面性能的涂层技术，包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的工艺控制。深入探讨热处理技术在改变材料微观结构和宏观力学性能方面的作用，如渗碳、氮化、感应淬火等，并结合金相分析手段解释改性效果。 2.3 数控编程与CAM/CAE集成 系统讲解G代码和M代码的深度应用，侧重于五轴联动及复杂曲面加工的后处理技术。详细介绍计算机辅助制造（CAM）软件（如Mastercam、PowerMill）的工作流程，以及计算机辅助工程（CAE）在加工过程中的仿真应用，包括切削力预测、刀具磨损监控和残余应力分析。 第三部分：工业机器人与自动化系统集成 本部分聚焦于智能制造的执行层——工业机器人的应用与自动化生产线的构建。 3.1 工业机器人运动学与动力学基础 讲解机器人坐标系变换（DH参数法）、正运动学与逆运动学求解的数学原理。深入分析机器人的动力学模型，包括惯性力、科里奥利力和离心力的计算，为轨迹规划和实时控制提供理论支撑。 3.2 机器人离线编程与仿真 介绍主流机器人编程语言（如KUKA KRL、ABB RAPID）的结构和编程范例。重点阐述如何利用仿真软件（如RobotStudio、Process Simulate）进行工作站的布局设计、干涉检查和节拍时间优化，确保系统集成的高效性与安全性。 3.3 柔性制造系统（FMS）与智能工厂构建 系统阐述柔性制造系统（FMS）的架构、核心组件（数控机床、AGV、机器人）的协同工作机制。探讨物联网（IoT）技术在制造现场的数据采集与传输中的作用，并初步介绍MES（制造执行系统）在生产调度和质量追溯中的管理功能，为迈向工业4.0打下坚实基础。 第四部分：质量控制与计量技术 本部分关注制造过程中的精度保证和产品质量的量化评估。 4.1 几何量计量与误差分析 详述传统计量工具（卡尺、千分尺）的正确使用方法及误差来源。重点介绍现代精密测量设备，如三坐标测量机（CMM）的工作原理、误差标定流程及测量数据报告的解读。阐述形位公差（GD&T）在图纸表达中的规范性要求及其对制造和检验的指导意义。 4.2 过程质量控制（SPC）与六西格玛方法 系统介绍统计过程控制（SPC）的工具箱，包括控制图（X-bar/R图、P图等）的构建与应用，用于实时监控生产过程的稳定性。阐述六西格玛（Six Sigma）在减少制造缺陷、提高产品合格率中的DMAIC方法论。 结语： 本书内容体系严谨，理论深度与工程实践紧密结合，配有大量实例分析和技术图示，旨在培养读者独立分析、解决复杂机械制造与自动化问题的能力，是从事高端装备设计、工艺优化及生产线管理的专业人士不可或缺的工具书。
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