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出版者:清华大学出版社

作者:徐洁

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:2004-2

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787302076377

丛书系列:

图书标签:

• 检测技术
• 仪器仪表
• 测量
• 传感器
• 自动化
• 工业控制
• 电子技术
• 质量控制
• 实验
• 精密仪器

《精密机械设计与制造工艺》 图书简介 本书聚焦于现代精密机械的设计、分析与制造技术，全面涵盖了从理论基础到实际应用的广阔领域。内容结构严谨，逻辑清晰，旨在为工程技术人员、高校师生及相关领域研究人员提供一本系统、深入的专业参考书。 第一部分：精密机械设计基础与理论 本部分深入剖析了精密机械系统所依赖的核心理论基础，强调了精度、可靠性与动态性能的统一。 第1章 机械系统的误差理论与分析 本章详细阐述了影响机械系统精度的各种误差来源，包括制造误差、装配误差、几何误差和误差补偿技术。重点讨论了误差的累积与传递规律，介绍了基于蒙特卡洛模拟和灵敏度分析的误差评估方法。内容涵盖了公差配合设计中的确定性分析与概率分析，以及建立误差预算模型的方法论。对几何公差（GD&T）的应用规范、理解与测量策略进行了详尽的讲解，特别是对形位公差的实际应用案例分析。 第2章 摩擦、磨损与润滑学在精密运动中的应用 精密运动部件对摩擦与磨损控制有着极高的要求。本章系统介绍了固体润滑、边界润滑、流体润滑等不同润滑状态下的接触力学模型。讨论了超精密运动中的微观接触行为，分析了不同材料组合（如陶瓷、硬质合金、复合材料）在往复和旋转运动中的磨损机理。此外，还深入探讨了润滑剂的选择标准、添加剂的作用以及现代干式润滑技术在真空或高温环境中的应用。 第3章 精密结构动力学与振动控制 精密机械系统的动态稳定性是保证加工质量和测量准确性的前提。本章从有限元分析（FEA）的角度出发，建立了精密机床、测量设备等复杂结构的多自由度振动模型。分析了系统模态、固有频率与阻尼特性。重点内容包括主动隔振技术（如主动磁悬浮技术、压电驱动器）和被动隔振技术（如复合阻尼结构、空气弹簧隔离系统）的设计原理与实施细节。探讨了残余应力对结构刚度和动态特性的影响及释放方法。 第4章 运动学与静力学在超精密定位中的应用 本章专注于高精度运动系统的设计，特别是对并联机构、串联机构及混合机构的运动学（正运动学与逆运动学）求解。强调了在进行运动学解耦、奇异位形避免以及工作空间分析中的数学方法。在静力学方面，详细分析了驱动力、反作用力与系统刚度之间的关系，并介绍了面向高精度控制的力学建模方法，如考虑摩擦力、齿隙和弹性变形的精确力学建模。 第二部分：超精密制造工艺与装备 本部分侧重于实现高精度零件制造所需的先进工艺技术、设备选型与工艺参数优化。 第5章 超精密加工技术 本章覆盖了当前主流的超精密去除加工方法。 金刚石车削与铣削： 详细介绍了金刚石刀具的刃磨标准、切削参数对表面粗糙度和形状精度的影响，以及在非对称光学元件加工中的应用。 精密研磨与抛光： 分析了不同抛光介质（如化学机械抛光CMP、磁流变抛光MRF）的机理，重点讨论了如何控制表面粗糙度的亚纳米级波动和微观平整度。 特种加工方法： 深入探讨了电火花加工（EDM）、激光加工（如飞秒激光微加工）在硬脆材料和难加工材料上的应用，包括热影响区控制和残余应力管理。 第6章 先进成形技术与增材制造 本章探讨了在不进行或仅进行少量后续加工的情况下获得高精度近净形零件的技术。 精密铸造与粉末冶金： 分析了低压铸造、快速凝固技术在提高材料组织均匀性和尺寸精度方面的优势。介绍了粉末热压（HIP）和烧结过程对最终零件性能的影响。 增材制造（3D打印）的精度控制： 重点讨论了金属增材制造（如SLM/EBM）中，如何通过优化激光功率、扫描策略和粉末粒度分布来控制翘曲变形、孔隙率和表面精度。探讨了后处理（如热等静压和机械加工联合）对达到精密要求的必要性。 第7章 精密装配与连接技术 精密机械的性能往往受限于装配质量。本章系统介绍了精密测量的应用背景下的装配策略。 自动化与机器人装配： 讨论了视觉引导下的高精度对中技术、柔性夹持器的设计，以及力/扭矩传感器的应用，以实现闭环装配控制。 连接技术： 详细分析了胶接、超声波焊接、激光钎焊等连接方法在确保接头强度、密封性和保持原始精度的平衡。特别关注了不同材料热膨胀系数差异对连接精度的长期影响。 第三部分：精密测量与质量控制 本部分关注如何量化和验证精密机械的制造精度，是质量保证的核心。 第8章 几何量精密测量技术 本章全面介绍了现代精密计量设备的工作原理和应用。 光学测量系统： 涵盖了激光干涉测量仪（用于位移、距离）、共聚焦显微镜、白光干涉仪（用于表面形貌）的工作原理和误差修正技术。 接触式测量系统： 深入分析了三坐标测量机（CMM）的精度指标、误差源补偿（包括探针补偿和系统误差模型建立），以及在现场进行快速测量的便携式测量设备（如关节臂测量机）的精度评估。 非接触式表面形貌测量： 重点介绍原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）在亚纳米级表面粗糙度和缺陷分析中的应用。 第9章 动态性能与在线监测 为确保生产过程的稳定性，动态参数的实时获取至关重要。本章讨论了如何对加工或运动过程中的关键参数进行在线监测。内容包括：主轴振动的实时频谱分析、刀具磨损的声发射监测、以及利用基于光纤传感器的分布式温度和应变监测技术，实现对设备热漂移的实时补偿。 第10章 计量学基础与不确定度评定 本章是精密测量的理论支撑。详细解释了计量学中的基本概念，如量值、计量标准、溯源性。重点介绍了基于《测量不确定度表示和评定指南》（GUM）的方法论，教授读者如何科学地分析和量化测量结果的固有不确定度，确保测量数据的可靠性和可比性。 --- 本书旨在提供一个跨越材料科学、机械设计、先进制造和精密测量的综合知识体系，对推动我国高端装备制造业的技术升级具有重要的指导和参考价值。

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这本书的行文风格是那种极为冷静、客观、近乎于新闻报道式的精准叙述，每一个句子都力求信息密度最大化。它鲜有花哨的修辞或情绪化的表达，完全聚焦于知识的传递本身。作者在描述复杂系统时，倾向于采用功能模块化的分解方式，将一个庞大的检测流程拆解成若干个独立但相互关联的子系统，分别进行深入剖析，这种清晰的结构使得即便是面对前沿的、跨领域的复杂技术，读者也能保持心神上的稳定。我在阅读关于抗干扰技术那部分时，感受尤为深刻，作者清晰地列举了电磁干扰、热漂移、机械振动等各类干扰源的物理机理，然后系统地提出了屏蔽、滤波、隔离等应对策略，条理之分明，论证之严密，让人在知识的洪流中感到一种秩序之美。这种严谨到近乎苛刻的写作态度，使得全书的权威性得到了极大的提升。

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这本书的逻辑组织脉络简直是教科书级别的典范，结构严谨到令人惊叹。从最基础的物理量测量概念入手，逐步深入到信号的采集、调理、转换，最后过渡到先进的智能分析方法，每一步都像是在搭建一座精密的大厦，地基打得牢固，上层的结构自然稳固。我发现作者在处理跨学科知识的衔接时，展现出了高超的叙事技巧。例如，在介绍某一类新型检测方法时，作者并没有生硬地堆砌公式，而是先从实际应用场景中遇到的具体难题切入，引导读者思考为什么需要这种新技术，然后再娓娓道来其背后的物理原理和数学基础。这种“问题导向—原理阐释—技术实现”的叙述路径，使得原本可能枯燥的理论部分变得鲜活且具有说服力。读完其中关于误差分析与补偿策略的那一章，我感觉自己对实验误差的理解从“不可避免的干扰”上升到了“可以被量化和控制的对象”，这种思维层面的提升，远比记住几个公式更有价值。

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这本书的装帧设计非常精美，封面采用了一种哑光质感的纸张，触感温润，色彩搭配沉稳大气，让人一眼就能感受到其专业性和厚重感。内页的纸张选择也十分考究，白度适中，不刺眼，印刷的字体清晰锐利，排版布局合理，留白恰到好处，阅读起来非常舒适。尤其值得称赞的是，书中大量的图表和示意图，线条勾勒得极其精准，色彩过渡自然，即使是复杂的原理图也能够一目了然。我特别留意了书中关于高精度传感器特性的那几章，那些复杂的数学模型和实验数据图表，都处理得井井有条，让人在浩瀚的知识海洋中找到了清晰的航标。这本书的物理质感本身就构成了一种无声的吸引力，让人忍不住想捧在手里细细研读，仿佛每一个细节都在诉说着编著者对知识的敬畏和对读者的尊重。对于那些需要长时间面对书本的专业人士来说，这种高品质的阅读体验是至关重要的，它极大地降低了阅读疲劳，提升了学习效率。

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这本书的深度和广度都展现出了极强的驾驭能力，它成功地在基础理论的扎实性和前沿技术的包容性之间找到了一个令人称赞的平衡点。一方面，它对经典测量理论的阐述深入透彻，基础概念的界定非常精确，为理解更复杂的问题打下了坚实的基础；另一方面，书中对近些年新兴的如微纳尺度测量、智能传感器网络、基于AI的数据解析方法等内容也给予了相当篇幅的介绍，没有将这些新事物流于表面，而是挖掘了其背后的核心技术挑战和发展趋势。这种既能溯源经典，又能洞察未来的视野，让这本书不仅适合正在学习基础知识的学生，更适合需要跟踪行业发展脉搏的资深技术人员。读完之后，我感觉自己的知识图谱被极大地拓宽了，对未来技术迭代的方向有了一种更加宏观和审慎的预判能力，它不仅仅是一本工具书，更像是一份行业发展的前瞻报告。

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我以一个初入该领域研究生的角度来看，这本书的实践指导价值简直是无价之宝。它绝非那种停留在概念层面空谈的理论专著，而是充满了“手把手”的实操经验。书中许多章节都穿插了大量的工程案例分析，这些案例不仅详细描述了实验装置的搭建过程，还细致地记录了参数选择的依据和实际操作中的“陷阱”与规避方法。例如，在讲解频率响应测试时，作者不仅给出了理论传递函数的推导，还附带说明了探头选择、阻抗匹配、环境噪声抑制等一系列实际操作中至关重要的“窍门”。更难能可贵的是，书中对标准和规范的引用非常及时且准确，让人在进行规范化设计时有据可依。我个人特别喜欢那些“注意事项”的小方框，虽然文字不多，但往往是经验的结晶，能够帮人避免走很多弯路。这本书仿佛是一位经验丰富的老工程师，坐在你身边，随时准备为你答疑解惑。

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