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出版者:北京大学出版社

作者:陆劲昆

出品人:

页数:516

译者:

出版时间:2002-4-1

价格:48.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787301055397

丛书系列:

图书标签:

• Unigraphics
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• 机械设计
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• 工业软件
• 建模

《机械设计与制造基础：从图纸到实物》 本书核心聚焦于现代机械设计与制造领域的通用原理、基础知识的系统梳理与实践应用，内容涵盖了工程制图规范、材料力学基础、常用制造工艺简介以及基础的机械零件设计方法。本书旨在为初学者构建扎实的理论基础和初步的工程思维框架。 --- 第一部分：工程图学的基石与规范 本部分将带领读者深入理解现代工业交流的“通用语言”——工程图。这不是简单的线条和符号的堆砌，而是将三维空间中的复杂结构精确、无歧义地转化为二维平面的科学方法。 1.1 绘图标准与基础表达： 我们将详细阐述国家和国际通用的绘图标准（如ISO和国标），确保读者掌握正确的图纸阅读和绘制规则。内容包括：标准线型、视图的选取（正、侧、俯视图、剖视图、局部放大图的规范画法）、尺寸标注的原则与技巧，特别是公差与配合的引入，强调尺寸链的概念和如何通过合理的公差配合来保证零件的功能和装配性。 1.2 复杂结构与表面结构表达： 深入探讨零件图、装配图的设计要求。重点讲解各种特殊视图（如旋转视图、局部剖视图）的绘制，以及表面粗糙度、几何公差（GD&T基础）的标注方法。我们将通过大量实例解析，如何仅凭一张图纸，准确理解设计意图，避免制造过程中的理解偏差。 1.3 零部件的标准化表示： 介绍标准件（如螺栓、螺母、键、销、弹簧）的简化画法和标注方式，以及如何利用标准化设计原则来简化设计和制造流程。 --- 第二部分：材料科学与机械性能基础 理解材料的特性是进行可靠机械设计的前提。本部分着重于工程中最常用的金属材料的分类、性能及应用选择。 2.1 金属材料的分类与组织结构： 讲解黑色金属（碳素钢、合金钢）和有色金属（铝、铜、钛合金）的基本分类体系。深入浅出地介绍晶体结构、晶界对材料性能的影响，以及热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对材料力学性能的决定性作用。 2.2 材料力学基础： 这是工程计算的核心。我们将系统介绍材料在各种基本载荷下的响应： 应力与应变分析： 胡克定律、弹性模量与剪切模量的关系。 强度与刚度设计： 许用应力的确定，应力集中现象的分析与应对。 失效分析基础： 脆性断裂与韧性断裂的区别，疲劳强度和蠕变现象的初步概念，强调安全系数在工程决策中的地位。 2.3 材料的选择原则： 结合实际应用场景，讲解如何根据载荷性质（静载、变载）、工作环境（温度、腐蚀）以及成本要求，科学地选择最适宜的工程材料。 --- 第三部分：基础机械零件设计原理 本部分将从功能出发，剖析最常见、最核心的几类机械零件的设计与校核方法。 3.1 联接件设计： 螺纹联接： 螺纹的基本参数、螺纹的强度计算、螺栓的预紧力设定与防松措施（如使用开口销、锁紧垫圈）。 键和花键： 键联接的传递扭矩计算，键槽对零件强度的影响分析，以及花键的优缺点。 铆接与焊接基础： 介绍两种连接方式的特点和应用领域，以及对接头强度的初步估算方法。 3.2 轴系零件设计： 区别轴、心轴和车轴的功能。重点讲解传递扭矩轴的强度校核（基于扭转强度）和轴的刚度校核（基于变形限制）。引入许用变形量的概念，指导轴的结构设计。 3.3 滚动轴承与滑动轴承基础： 介绍滚动轴承的结构、代号和基本参数。讲解轴承的寿命计算（L10寿命），以及轴承在轴上的安装与定位方法。滑动轴承的润滑原理（边界润滑与流体润滑）的入门介绍。 --- 第四部分：机械加工工艺基础概述 设计完成的图纸需要通过加工才能变成实体。本部分对主要的现代制造工艺进行宏观介绍，帮助读者理解“可制造性设计”（DFM）的重要性。 4.1 切削加工基础： 介绍车削、铣削、钻削、镗削等基本工序的工作原理。重点讨论切削参数（切削速度、进给量、背吃刀量）对加工质量和刀具寿命的影响。 4.2 铸造与成形工艺： 简述砂型铸造、金属型铸造的流程，以及它们在复杂结构制造中的优势。介绍锻压工艺（如模锻、自由锻）如何利用材料的塑性变形来提高零件的力学性能。 4.3 现代制造趋势： 对增材制造（3D打印）的基础原理、应用局限性和对传统设计理念的冲击进行前瞻性介绍。 --- 总结与展望 本书提供的知识体系是横跨理论与实践的桥梁。通过对工程图、材料科学和基础零件设计的系统学习，读者将能够独立完成简单的机械部件设计、绘制规范的工程图纸，并初步具备对设计方案进行可行性分析和制造工艺评估的能力，为后续深入学习如有限元分析（FEA）或高级运动机构设计打下坚实的基础。

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我特别欣赏这本书在处理软件版本差异上的态度。Unigraphics V18.0是一个相对较早的版本，但很多基础概念和操作逻辑是通用的。这本书的文字风格非常扎实，没有过多追逐最新版本的功能热点，而是聚焦于V18.0环境下的核心功能实现。这种专注性使得内容非常稳定可靠，对于那些需要在老旧系统上进行维护或学习基础知识的读者来说，简直是福音。它的语言风格极其严谨，几乎找不到任何模棱两可的描述。例如，在讲解“偏置”操作时，它会明确指出不同几何类型（曲线、面域）在偏置方向选择上的细微差别，以及如何利用“中间曲面”进行精确的偏移计算。这种对细节的精准把控，体现了作者对该软件内核的深刻理解。它不是那种人云亦云的“速成指南”，而更像是一份经过深思熟虑的、侧重于原理阐述的专业参考资料，即便是今天看来，其对CAD基础逻辑的梳理依然具有很强的参考价值。

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我一直在寻找一本能真正帮我理解“设计意图”的教材，而不是仅仅罗列命令的“手册”。很多教程只是告诉你“按A键然后输入B值”，但你并不明白为什么这么做，这个操作在实际的零件设计中扮演什么角色。这本书在这方面做得相当出色，它在讲解基础的几何建模时，非常注重“为什么”和“场景应用”。比如在讲解拉伸和旋转特征时，它不是简单地画个二维图形然后进行三维转换，而是会穿插一些实际的机械零件案例，比如一个简单的轴承座或者一个法兰盘。作者会解释说，在这个特定的结构中，我们选择拉伸是因为需要保持恒定的截面厚度，而选择旋转是因为零件具有回转对称性。这种结合实际应用场景的讲解模式，让我学到的不仅仅是软件操作的“术”，更是设计思维的“道”。每学完一个新工具，我都能在脑海中勾勒出一个它可能被用到的实物模型。这种理论与实践结合的讲解，使得学习过程充满启发性，我不再是机械地复制屏幕上的步骤，而是开始尝试用自己的思路去解决问题，这对于培养独立的设计能力至关重要。

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这本书的结构安排有一种清晰的递进感，就像是为我量身定制的攀岩路线图。刚开始，我以为它会像其他教程一样，前几章讲基础，然后突然跳跃到复杂的曲面造型。但这本书巧妙地将基础的“线、面”操作与早期的“实体特征”命令穿插学习。例如，在学会了如何创建基本的平面和曲线后，紧接着就引入了布尔运算（加、减、交集）的概念。它没有把布尔运算放在最后作为高级技巧，而是把它作为理解实体如何构成的关键一步。我记得有一段关于“特征父子关系”的讲解特别生动，作者用一个简单的积木塔例子，说明了删除某个底层特征会对上层特征造成什么连锁反应。这种“先建立关系，再学习操作”的教学路径，使得我对模型树的理解突飞猛进。通过这本书，我不再畏惧于庞大的特征树，而是将其视为一种有逻辑、可追溯的设计历史记录，这对于我后续在工作中进行版本控制和问题排查，打下了非常坚实的基础。

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作为一名经验略有积累的设计师，我希望初级教程也能提供一些“优化”的视角，而不仅仅是教我怎么把模型做出来。很多时候，初级教程的弊端就在于它只教你“做出来”，却不教你“怎么做好”。这本书在介绍完基础的草图绘制后，紧接着就深入讲解了如何规范化地管理约束和参数。这对我来说是一个巨大的惊喜。我之前的工作中就吃过亏，因为草图约束做得不好，导致后期修改模型时牵一发而动全身，重做半天。这本教程非常强调“设计意图驱动建模”，它会示范如何使用尺寸驱动而非几何驱动的方式来建立草图，并且非常细致地讲解了当需要修改设计时，如何高效地调整尺寸链和约束关系，以最小的代价完成修改。它甚至提到了如何使用“组”和“特征命名”来组织复杂模型。这种前瞻性的指导，虽然是在初级阶段引入，却极大地提升了后续进阶学习的效率，让我明白了即便在V18.0这个相对早期的版本中，良好的建模习惯也是不可或缺的“内功心法”。

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这本《Unigraphics V18.0初级教程》的标题，光是“初级”两个字就让我感到一阵安心。我一个纯小白，对UG这个软件一窍不通，打开它就像面对一座需要攀登的高山。市面上的教程很多，但大多都带着一股浓重的“工程师味儿”，各种缩写和专业术语堆砌，看得我晕头转向，还没开始动手就想打退堂鼓。然而，这本书的开篇就非常平易近人。它没有一上来就扔给我一堆复杂的草图命令或者曲面操作，而是花了大量的篇幅去介绍软件的界面布局，告诉你“这个按钮是干嘛的”，“那个菜单藏着什么功能”。这种润物细无声的引导方式，让我感觉自己不是在啃一本教材，而是在一个经验丰富的前辈的陪同下，慢慢熟悉一个新环境。我记得有一章专门讲了如何设置工作空间，连鼠标滚轮的不同操作都能讲得清清楚楚，让我这个动手能力相对较弱的人也能很快跟上节奏。它真正做到了从零开始，把那些看似枯燥的基础知识点，用非常贴近实际操作的语言组织起来，仿佛作者早就预料到了初学者在每一步会遇到的困惑。坦白说，这本教程给我的最大感受就是“友好”，它极大地降低了我接触专业CAD软件的心理门槛，让我有信心继续往下学。

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