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出版者:化学工业出版社

作者:张思弟

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2005-6

价格:34.00元

装帧:

isbn号码:9787502570002

丛书系列:

图书标签:

• 数控编程
• 数控加工
• 加工技术
• 机械制造
• 工业技术
• CNC
• G代码
• M代码
• 模具加工
• 金属加工

机械制造中的新视野：现代精密加工技术与实践 本书导读 在当今高度依赖先进制造技术的时代，对精密加工的理解和掌握已成为机械工程领域不可或缺的核心竞争力。本书并非聚焦于数控编程的具体指令集或单一机床的操作手册，而是旨在为读者提供一个更宏大、更具前瞻性的视角，深入探讨现代机械制造工艺的底层逻辑、前沿发展趋势及其在复杂零件制造中的实际应用。 本书将带领读者跨越基础的编程层面，进入到更深层次的工艺优化、材料科学与先进制造方法的交叉领域。我们关注的重点在于“如何通过系统性的工程思维，实现更高精度、更复杂结构和更高效率的制造目标”，而非单纯的“如何输入代码”。 --- 第一部分：精密加工的理论基石与工艺优化（Theory and Process Optimization） 第一章：现代制造系统的集成思维 本章首先探讨了传统制造模式向智能制造系统转型的核心驱动力。我们将分析如何将设计（CAD）、仿真（CAE）与制造（CAM）进行无缝集成，构建一个数据驱动的生产闭环。重点讨论参数化建模、公差链分析在确保首次制造成功率中的关键作用。内容不涉及特定数控系统的G代码或M代码的具体编写，而是探讨如何在设计阶段就嵌入可制造性（DFM）原则，为后续的工艺决策奠定基础。 第二章：先进材料的切削行为研究 现代航空航天、生物医疗等领域对材料的要求日益苛刻，钛合金、镍基高温合金、高强度钢乃至先进复合材料的加工成为技术难点。本章深入分析这些难加工材料的物理化学特性如何影响刀具磨损、切削力波动和表面完整性。我们将详细阐述切削力模型、热影响区（HAZ）的控制策略，以及如何根据材料特性选择最优的主轴转速、进给量范围，以实现材料性能的最大化保留。此部分侧重于材料科学与切削力学相结合的宏观工艺选择。 第三章：刀具几何与磨损动力学 刀具是实现切削功能的关键媒介。本章摒弃了对标准刀具库的简单罗列，转而探讨刀具几何形状（前角、后角、刃倾角、圆角半径）与切削界面（前刀面、后刀面、主切削刃）之间的复杂耦合关系。我们将详细分析不同切削模式（例如高速切削、低速高扭矩加工）下，刀具磨损的形态（月牙洼、后刀面磨损、崩刃）及其对加工稳定性的影响。此外，本章还将介绍先进涂层技术（如PVD、CVD）的原理及其对刀具寿命和表面质量的定量影响分析。 第四章：切削液的优化管理与环境可持续性 切削液在现代加工中不仅承担冷却和润滑的作用，更是影响加工精度和操作环境的重要因素。本章将对比分析各类切削液（水基、油基、半合成）的性能指标，重点讨论如何根据加工深度、材料硬度和加工速度来科学选择切削液的浓度、添加剂配方，以平衡散热效率、润滑性能和生物稳定性。同时，探讨切削液的循环利用技术、废液处理标准，体现现代制造对绿色工程的要求。 --- 第二部分：超越传统：现代精密加工方法论（Advanced Methodologies） 第五章：高精度运动控制与误差补偿理论 本章将关注机床实现“精密”的底层物理和控制原理。我们将探讨在多轴联动加工中，如何对机床结构误差（如导轨摩擦、丝杠反向间隙、热变形）进行精确建模。重点介绍静刚度与动刚度分析，以及基于激光干涉仪或球杆仪的误差标定流程。内容侧重于先进控制算法（如前馈控制、闭环反馈优化）如何补偿系统固有的非线性误差，从而提升最终零件的形位公差。 第六章：复杂曲面与自由曲面加工策略 现代航空叶片、模具型腔等零件多为复杂的五轴甚至多轴自由曲面。本章不讲解特定的软件操作，而是聚焦于“曲面加工的策略选择”。讨论如何根据曲面的曲率变化、光顺性要求，选择合适的插补方法（如等距线加工、投影加工、刀尖矢量控制）。重点分析不同刀具路径对残余应力分布和表面纹理（SVR）的影响，以及如何通过路径优化策略，减少“起步点”和“急转弯”带来的加工缺陷。 第七章：微纳加工技术与尺度效应 随着对产品小型化和功能集成化的需求增加，微米级和纳米级的加工技术成为新的焦点。本章介绍超精密加工（如金刚石车削、离子束加工、光刻技术在机械制造中的应用延伸）。讨论在微观尺度下，传统切削理论失效的原因，如材料的非均匀性、表面能的影响，以及如何利用电化学、电解或磁场辅助技术来实现亚微米级的精度和表面粗糙度。 第八章：在线监测与自适应加工系统 实现“自适应”制造是现代制造系统的终极目标。本章探讨如何通过集成传感器（如力传感器、声发射传感器、温度传感器）在加工过程中实时获取关键工艺参数。重点分析信号处理技术（如傅里叶变换、小波分析）如何从海量数据中提取有意义的特征，用以判断刀具磨损状态、粘刀现象或工件尺寸漂移。最终，阐述如何将这些实时信息反馈给控制系统，实现加工参数的动态调整，确保加工过程的稳健性。 --- 第三部分：质量保证与未来趋势（Quality Assurance and Future Outlook） 第九章：表面完整性与残余应力控制 高精度零件（如涡轮盘、轴承套圈）的性能往往取决于其表面下的微观结构。本章着重于分析切削过程如何在地层材料中引入有害的残余压应力或拉应力，及其对零件疲劳寿命和尺寸稳定性的负面影响。探讨后处理技术（如滚光、喷丸强化）与切削工艺的协同作用，目标是在制造阶段就将有害的残余应力控制在可接受的范围内。 第十章：计量学在先进制造中的集成 现代制造的闭环必须依靠高精度计量手段进行验证。本章介绍三坐标测量机（CMM）的工作原理、测量不确定度分析，以及接触式和非接触式测量方法（如激光扫描、光学共聚焦显微镜）的选择标准。特别探讨了“在机检测”（In-process measurement）技术如何弥合加工与检测之间的滞后性，实现快速反馈修正。 第十一章：制造系统的数字化孪生与模拟 展望未来，数字孪生（Digital Twin）技术正在重塑制造的规划与运营。本章探讨如何构建高保真度的物理模型与实时数据流相结合的虚拟工厂环境。分析如何利用数字孪生平台进行工艺流程的虚拟调试、设备健康管理预测，以及在不影响实际生产的前提下，测试和验证新的加工策略和算法，从而大幅缩短新产品导入周期。 --- 本书目标读者群： 本书适合于有一定机械制造基础，希望从宏观工艺层面和前沿技术角度提升自身系统集成和问题解决能力的工程师、高级技师、工艺规划师，以及相关专业的本科高年级学生和研究生。本书将引导读者思考“为什么”和“如何优化”，而非仅仅是“如何操作”。

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读完这本书的某个章节后，我立刻产生了一种强烈的“实战感”，仿佛我的双手已经握住了机床的操作面板，思维完全沉浸在虚拟的加工环境中。这本书最让我赞叹的一点是，它不仅仅停留在理论的阐述，而是深入到了实际操作的“痛点”分析与解决。比如，在处理薄壁零件的切削参数优化时，书中详细对比了不同进给策略对残余应力和表面粗糙度的影响曲线，并给出了经验公式和修正建议，这些都是教科书里很少会深入讲解的“行家秘籍”。我尝试按照书中描述的方法，对一个复杂曲面进行试切削验证，结果发现，相比我以往使用的默认参数，采用书中推荐的动态补偿策略后，不仅加工时间缩短了近百分之十五，而且关键尺寸的稳定性也得到了显著提高，这简直是效率与精度的双重飞跃。作者在描述编程逻辑时，大量使用了伪代码和实际G代码片段进行对照分析，这种“理论指导实践，实践反哺理论”的撰写手法，极大地增强了这本书的实用价值，让学习过程不再枯燥乏味，充满了解决问题的成就感。

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这本书的知识体系构建得非常宏大且具有前瞻性。它并非仅仅局限于传统的钻、铣、车等基础加工方法的描述，而是大胆地将近年来快速发展的增材制造与减材制造的集成技术纳入了讨论范畴。特别是关于混合加工工艺中，如何进行前置热处理的路径规划，以及如何利用逆向工程数据进行快速工艺验证的章节，内容新颖且具有极高的行业参考价值。我特别关注了其中关于“智能排程与自适应控制系统”的部分，作者对未来工厂中人机协作的设想，以及如何通过机器学习优化刀补和进给速度的理论模型进行阐述，展现了作者深厚的跨学科知识储备。这感觉不像是一本单纯的技术手册，更像是一份为下一代精密制造工程师准备的“未来技术蓝图”，它拓宽了我的视野，让我开始思考如何将这些前沿理念融入到我们现有的生产流程改进中去。

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这本书的封面设计得非常具有现代感，色彩搭配沉稳又不失活力，那种深邃的蓝与充满科技感的银灰交织在一起，似乎在预示着内容的专业与前沿。我最初拿起它的时候，是被那种厚重的质感所吸引，感觉里面装载的知识量一定非常扎实。书脊上的字体清晰有力，一看就知道是经过精心排版的。拿到手中翻阅，首先映入眼帘的是清晰的图文排版，大量的结构图和流程图穿插在文字说明中，逻辑性极强。特别是关于高级刀具路径生成的章节，作者用近乎手绘的示意图来阐释复杂的几何转换过程，那种细致入微的表达方式，让人即使初次接触这些概念，也能很快抓住核心要点。书中引用的案例都是基于最新的行业标准和主流机床平台，而不是那种陈旧的、早已被市场淘汰的过时技术，这对于我们这些希望紧跟行业前沿的工程师来说，无疑是极大的加分项。整本书的章节结构安排得非常合理，从基础的坐标系建立，到复杂的五轴联动编程技巧，层层递进，让人感觉每翻过一页，自己的技术水平都在稳步提升，阅读体验非常流畅和充实。

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我个人认为，这本书的价值不只是在于教授具体的编程指令，更在于它培养了一种系统性的“制造思维”。作者在每一章的开头和结尾都会设置“思考题”和“跨界联想”板块，这些引导性的文字设计，促使读者不能只是机械地记忆代码块，而是要去理解背后的物理规律和工艺限制。比如，在讲解如何处理难加工材料（如镍基高温合金）时，书中并未直接给出“万能”参数，而是引导读者分析材料的塑性、导热性与切削力之间的动态平衡，从而自己推导出最优解。这种授人以渔的教学方式，是真正区分普通参考书和优秀教材的关键所在。它教会了我如何像一个资深工艺师那样去“看”一个零件，如何从宏观的结构要求出发，逐步细化到微观的刀具轨迹控制，这种由上而下的逻辑训练，对于提升个人在复杂项目中的掌控力，作用是无可替代的。

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从排版和印刷质量来看，这本书的水准绝对达到了专业工具书的最高标准。纸张的选择非常考究，既保证了墨色的均匀显现，又能在长时间翻阅后保持平整，没有出现书页粘连或卷曲的现象。尤其值得称赞的是那些高分辨率的截面图和三维模型渲染图，细节清晰到连刀具的微小磨损痕迹都能辨认出来，这对于理解切削机理至关重要。文字的行距和字号拿捏得恰到好处，长时间阅读也不会造成视觉疲劳，这体现了出版方对读者体验的尊重。对比市面上其他一些匆忙付梓的同类书籍，这本书明显在校对和审校环节投入了巨大的精力，几乎找不到任何低级的文字错误或术语混淆，整体呈现出一种严谨、权威的学术风范。这种对细节的极致追求，使得我们这些技术人员在引用书中的数据或公式时，可以完全建立信心，不用担心信息源的可靠性问题。

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