具体描述
本书系统地介绍了模具制造工艺。主要内容包括模具机械加工的基本理论；模具机械加工；模具数控加工；模具特种加工；模具快速成形加工；其他模具加工新技术；典型模具制造工艺以及典型模具的装配与调试。本书在内容上注重系统性、实用性和先进性。
书中的例子和方法主要取自于工程实例和实际应用的工程方法，以增强读者的工程化意识，并间接获取一定的工程经验。
本书主要作为应用型本科和高等专科学校的材料成形及控制工程专业的教材，内容上兼顾其他相关专业学生选修课需要，并可供有关工程技术人员参考。
现代机械工程基础：理论与实践 本书简介 《现代机械工程基础：理论与实践》是一本全面、深入、系统地阐述现代机械工程核心原理、关键技术与工程实践的综合性教材与参考手册。本书旨在为机械工程、材料科学、制造工程、自动化等相关专业的学生、工程师以及研究人员提供一个坚实的理论基础和广阔的实践视野。全书内容紧密围绕现代工业对高性能、高精度、智能化制造的需求展开，覆盖了从材料本构行为到复杂系统集成的多个层面。 本书的结构设计遵循了由基础到应用、由理论到实践的逻辑递进，共分为五大部分，二十章，力求构建一个完整、自洽的知识体系。 第一部分：工程材料科学基础 本部分聚焦于支撑现代机械制造的基石——工程材料。内容涵盖了金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及先进复合材料的微观结构、性能表征及其设计应用。 第一章 晶体结构与缺陷理论： 深入探讨金属的晶体结构、晶界理论，以及位错、空位等微观缺陷对材料宏观力学性能（如强度、韧性）的影响机制。重点分析了孪晶和堆垛层错在材料塑性变形中的作用。 第二章 经典热处理工艺： 详细阐述了钢铁材料的相变理论，包括奥氏体分解、珠光体、贝氏体和马氏体转变的动力学过程。系统介绍了退火、正火、淬火、回火等基础热处理工艺的控制参数、微观组织演变及对性能的调控。 第三章 新型工程材料与选材原则： 介绍超高强度钢、沉淀硬化不锈钢、高性能铝合金、钛合金等先进金属材料的冶金原理。同时，探讨了工程设计中基于性能、成本、环境适应性的多目标材料选择方法论。 第二部分：机械设计与分析 本部分是机械系统设计的核心，侧重于载荷分析、结构优化和可靠性评估。 第四章 机械传动原理与元件设计： 涵盖了齿轮传动（直齿、斜齿、蜗轮蜗杆）的几何强度计算、误差分析与制造精度要求。详细分析了轴承的静力学、动力学分析，以及润滑理论在轴承寿命预测中的应用。 第五章 机构运动学与动力学： 基于刚体动力学理论，分析平面连杆机构、凸轮机构的运动特性。引入了拉格朗日方程和牛顿-欧拉法在高自由度机构动态分析中的应用，并探讨了振动隔离与主动减振技术。 第六章 有限元分析（FEA）基础： 详细讲解了有限元方法的理论基础，包括单元选择、形函数构建和求解器的使用。重点阐述了在线性静力学分析、模态分析和非线性材料行为模拟中的建模技巧与结果验证方法。 第七章 机械系统可靠性与寿命预测： 引入概率论在工程中的应用，阐述了疲劳损伤理论（S-N曲线、Miner累积损伤法则）。讨论了蠕变、应力腐蚀开裂等长期失效模式的分析与寿命评估方法。 第三部分：先进制造工艺基础 本部分是本书的实践核心，涵盖了传统切削加工的深化研究与现代非传统制造方法的原理与应用。 第八章 现代切削理论与刀具材料： 深入探讨了切削区域的物理过程，包括剪切角、摩擦系数的实时测量与模型化。重点分析了高速切削、高精度磨削过程中的热-力-电耦合效应，以及硬质合金、陶瓷、PCD等先进刀具材料的性能与涂层技术。 第九章 表面工程与改性技术： 详细介绍物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）的原理及其在刀具和功能部件表面的应用。对比了渗碳、氮化等热化学扩散处理工艺，及其对提高零件表面耐磨性和抗腐蚀性的机理。 第十章 增材制造（3D打印）基础： 概述了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造的技术流程。重点分析了增材制造过程中出现的凝固、残余应力、孔隙率等关键质量控制问题及其后处理技术。 第十一章 压力加工基础理论： 探讨了锻造、轧制、挤压等塑性成形工艺的本构关系和能量分析。讲解了如何通过工艺设计控制零件的流线分布和晶粒尺寸，以优化宏观力学性能。 第四部分：精密测量与质量控制 本部分关注现代制造中对尺寸、形位公差和表面完整性的严格控制。 第十二章 几何量计量学原理： 阐述了线度、角度、形状和位置公差的评价标准（如ISO/ASME体系）。重点讲解了坐标测量机（CMM）的工作原理、误差源分析及校准技术。 第十三章 表面形貌与粗糙度表征： 深入介绍光学轮廓仪、原子力显微镜（AFM）等先进设备对表面微观形貌的测量技术。讨论了不同表面参数（Ra, Rz, Rq, 轮廓峰谷密度）在摩擦学和疲劳寿命中的指示意义。 第十四章 在线过程监控与反馈控制： 介绍传感器技术（如声发射、热电偶、光纤传感器）在切削过程中的应用，用于实时监测刀具磨损和加工误差。讨论了基于数据的加工参数自适应调整系统。 第五部分：系统集成与智能制造 本部分展望了机械工程与信息技术的融合趋势，探讨了数字化、网络化制造的实现路径。 第十五章 计算机辅助制造（CAM）系统： 介绍从CAD模型到数控程序生成的完整流程。重点分析了刀具路径的优化算法，以及多轴联动加工中的运动学解算和奇异点规避策略。 第十六章 数控系统架构与伺服控制： 剖析了现代数控系统的层次结构（PLC、CNC核心、驱动层）。深入探讨了位置、速度、电流环的PID控制理论及其在实现高精度进给运动中的优化设计。 第十七章 工业机器人与自动化生产线： 介绍工业机器人的运动学（正/逆运动学）、工作空间分析及其路径规划算法。探讨了机器人在柔性制造系统（FMS）中的集成应用。 第十八章 制造过程的数字化孪生（Digital Twin）： 阐述了如何构建物理制造过程的虚拟模型，用于状态预测、性能模拟和优化。讨论了数据采集、模型同步与可视化技术在实现“虚实结合”中的核心作用。 第十九章 工业物联网（IIoT）与数据驱动制造： 介绍OPC UA、MQTT等工业通信协议在设备互联中的应用。重点分析大数据分析技术（如机器学习）在预测性维护和能耗优化中的实践案例。 第二十章 智能制造系统的集成与管理： 总结了制造执行系统（MES）与企业资源规划（ERP）的接口标准。探讨了柔性化、定制化生产模式下的资源调度与生产流程优化策略。 本书理论深度适中，兼顾了工程实际需求，辅以大量工程案例分析、计算习题与软件应用指导，是致力于提升工程实践能力和理论创新能力的读者的理想工具书。
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