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出版者:中南大学出版社

作者:李建跃

出品人:

页数:225

译者:

出版时间:2006-12

价格:26.0

装帧:简裝本

isbn号码:9787811052220

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• 机械制造
• 机械工程
• 基础知识
• 制造工艺
• 机械原理
• 机械设计
• 工业工程
• 金属材料
• 数控技术
• 制造技术

《精密加工与先进制造技术》 内容概述 本书深入探讨了现代机械制造领域中至关重要的精密加工技术及其在先进制造体系中的应用。全书共分为八章，系统地阐述了精密加工的基本原理、关键工艺、先进设备以及质量控制方法，并着重介绍了其在航空航天、汽车工业、电子信息、医疗器械等高技术产业中的应用实例和发展趋势。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解精密加工如何成为支撑现代制造业升级和创新的核心驱动力。 第一章 精密加工概述 本章首先界定精密加工的概念，区分其与传统加工方式的本质区别，强调其对尺寸精度、形位公差、表面质量等指标的严苛要求。随后，详细阐述了精密加工的重要性，尤其是在当前追求高效率、高可靠性、轻量化和功能集成化制造的背景下，精密加工所扮演的关键角色。本章还回顾了精密加工技术的发展历程，从早期的高精度手动测量到现代的数控机床和自动化生产线，梳理了技术演进的关键节点。最后，对精密加工的主要挑战，如工艺复杂性、成本控制、环境影响等进行了初步探讨，为后续章节的深入研究奠定基础。 第二章 精密机械加工工艺 本章聚焦于几种最核心的精密机械加工工艺。首先，详细介绍了磨削加工，包括外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨等主要形式，并深入分析了砂轮的选择、修整、切削参数的优化等关键因素，以及其在实现极高表面粗糙度和尺寸精度方面的优势。其次，对精密车削进行阐述，包括车刀材料、几何角度、切削液的选择，以及如何通过优化工艺参数来减少切削变形和提高表面质量。接着，重点讲解了精密铣削，特别是非传统铣削技术如高速铣削、仿形铣削等，及其对刀具、机床刚性和运动控制的要求。此外，本章还涵盖了精密钻削、镗削、铰削等工艺，并对比分析了不同工艺在加工精度、效率、适用材料等方面的差异。 第三章 非传统精密加工技术 本章着重介绍在传统机械加工方法难以满足要求的场合下，非传统精密加工技术的应用。首先，详细阐述了电火花加工（EDM）的原理，包括普通电火花加工、慢走丝线切割（WEDM）等，分析其放电机制、电极材料、脉冲参数对加工效率和表面质量的影响，以及在模具制造、硬质合金加工中的广泛应用。其次，介绍了超声波加工（USM）和磨料流加工（AFM）等机械化学复合加工方法，揭示了其通过高频振动或磨料的冲击作用实现材料去除的机理，以及在脆性材料、精密异形件加工中的独特优势。再者，深入探讨了激光加工技术，包括激光切割、激光焊接、激光熔覆等，分析了激光束的特性、光束质量、功率密度等参数对加工效果的影响，以及其在微细加工、表面改性等领域的巨大潜力。最后，简要介绍了其他先进的非传统加工技术，如离子束加工、电子束加工等。 第四章 精密测量与检验技术 本章强调了精密加工过程中不可或缺的测量与检验环节。首先，系统介绍了各类精密测量仪器，包括接触式测量设备（如三坐标测量机 CMM、测长仪、轮廓仪、粗糙度仪）和非接触式测量设备（如光学显微镜、共聚焦显微镜、白光干涉仪、激光扫描仪）。对于每种仪器，都详细介绍了其工作原理、测量范围、精度等级、优缺点及适用场景。其次，深入阐述了形位公差的测量方法，如平行度、垂直度、角度、跳动、真圆度、同轴度等的测量原理和具体操作。再者，重点讲解了表面质量的评价标准和测量方法，包括表面粗糙度参数（Ra, Rz, Rmax等）的定义、测量方式以及影响表面质量的关键因素。最后，讨论了不确定度分析和测量溯源的重要性，以及如何通过科学的测量方法保证加工产品的质量。 第五章 先进制造装备与自动化 本章将视角扩展到支持精密加工的先进制造装备和自动化系统。首先，详细介绍了数控机床（CNC）的发展历程、基本结构和工作原理，包括伺服驱动系统、刀具补偿、插补算法等，并重点讲解了高速切削中心（HSM）、五轴联动加工中心等高端数控装备的特点和应用。其次，阐述了机器人技术在精密加工中的应用，包括机器人的类型、运动学和动力学分析，以及其在自动化上下料、辅助装配、在线检测等方面的作用。再者，深入探讨了柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）的概念，分析其在提高生产效率、缩短生产周期、实现多品种小批量生产方面的优势。最后，对智能制造和工业4.0的理念进行了阐释，强调了信息技术、网络技术与精密加工技术的深度融合，以及其在构建未来智能工厂中的关键作用。 第六章 精密加工的材料与刀具 本章关注精密加工所依赖的材料特性和刀具技术。首先，分析了各种常用工程材料（如高碳钢、合金钢、铝合金、铜合金、钛合金、陶瓷、复合材料等）的力学性能、热学性能及其对精密加工的影响。特别强调了难加工材料的特性，如高硬度、高强度、低导热性、易加工硬化等，以及针对这些材料的特殊加工策略。其次，深入探讨了精密加工刀具的设计与制造。详细介绍了刀具材料的选择，如高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚刀具等，并分析了不同材料的切削性能和适用范围。再者，详细阐述了刀具的几何参数，如前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径等，及其对切削力、切削温度、加工精度和刀具寿命的影响。最后，介绍了刀具涂层技术，如PVD、CVD涂层，以及其提高刀具硬度、耐磨性和降低切削阻力的作用。 第七章 精密加工中的质量控制与优化 本章聚焦于精密加工过程中的质量控制和工艺优化。首先，阐述了质量控制的基本原则和方法，包括统计过程控制（SPC）、首件检验、过程巡检、最终检验等。详细介绍了各种质量控制工具，如因果图、柏拉图、控制图等。其次，深入探讨了工艺优化技术，包括参数优化（如切削速度、进给量、切深等）、刀具路径优化、冷却润滑优化等，以及如何通过实验设计（DOE）方法来系统地寻找最佳工艺参数组合。再者，介绍了现代化的质量管理体系，如ISO 9000系列标准在精密加工中的应用，以及如何通过过程能力分析来评估和改进加工过程的稳定性。最后，探讨了数字化质量管理和智能制造背景下的质量保证新模式，如基于大数据分析的预测性维护和故障诊断。 第八章 精密加工的应用与发展趋势 本章展示了精密加工技术在各个高技术领域的广泛应用，并展望了未来的发展趋势。首先，详细介绍了精密加工在航空航天领域的应用，如发动机叶片、涡轮盘、机身结构件等高精度零部件的加工，以及其对材料性能和加工精度的严苛要求。其次，阐述了精密加工在汽车工业中的重要性，如发动机缸体、曲轴、高压共轨喷射系统部件、变速箱齿轮等的精密加工，以及其对提高燃油经济性和降低排放的贡献。再者，重点介绍了精密加工在电子信息产业中的应用，如微电子封装、芯片制造、精密模具、光学镜头等，以及其对微纳尺度加工和表面完整性的挑战。此外，还涵盖了精密加工在医疗器械（如骨科植入物、手术器械、精密传感器）、能源（如精密阀门、精密泵）、光学仪器等领域的应用。最后，对精密加工的未来发展趋势进行了预测，包括微纳加工、增材制造（3D打印）与减材制造的融合、智能化与自动化水平的进一步提升、绿色制造技术的推广、新材料的开发与应用等，强调了精密加工技术作为支撑制造业高质量发展的基石，将持续推动科技进步和产业升级。 本书内容严谨，结构清晰，语言生动，力求通过理论阐述与实际应用相结合的方式，帮助读者建立对精密加工与先进制造技术的全面认知，并激发其在相关领域的学习和研究兴趣。

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我必须承认，这本书的阅读门槛比我想象的要高一些，但这绝对是一种高质量的挑战。它要求读者不仅要有基本的物理或数学背景，更需要有将不同学科知识融会贯通的能力。书中涉及到大量热力学、材料科学以及数值分析在制造过程中的应用，比如在特种加工中如何通过能量密度的精确控制来优化热影响区。我特别欣赏作者在讨论“智能制造”与“工业物联网（IIoT）”时的谨慎态度。他没有将这些前沿概念渲染成万能灵药，而是细致地分析了数据采集的可靠性、算法的局限性以及信息安全对制造连续性的潜在威胁。这种深入到技术本质的批判性思维，才是真正的高级教育。读完这本书，我感觉自己的知识结构被重新梳理了一遍，那些过去零散的、片段化的制造知识点，现在都找到了它们在整个工业图谱中的精确位置。它不是一本能让你立刻学会操作某台机床的书，但它能让你在未来设计、管理任何一个制造项目时，都站在一个无人能及的高度去思考问题。

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如果让我用一个词来形容阅读这本书的体验，那一定是“思维的重塑”。它仿佛把我带入了一个巨大的、运转精密的工厂模型中，而我手中的这本书，就是那台精确控制全局的中央处理器。这本书的叙事节奏把握得极其到位，它不像有些专业书籍那样高开低走，而是在每一个关键知识点上都做了扎实的铺垫和深入的拓展。例如，在讲解铸造工艺时，作者不仅详细描述了砂型、金属液流动的物理规律，还穿插了大量关于缺陷控制的历史教训和现代优化方案，这种历史感和前瞻性的结合，使得阅读过程充满了张力。更让我印象深刻的是，书中对于“标准化与互换性”的论述，那不仅仅是尺寸的约定，更是一种工业文明的契约精神的体现。读完这一章，我深刻理解了为什么现代化的流水线生产能够如此高效——那是建立在对每一个微小参数的精确控制和全球范围内的统一标准之上的。这本书培养的不是操作技能，而是工业级的逻辑思维。

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这本书的深度和广度，让我这个在行业内摸爬滚打了几年的人都感到震撼。它绝不仅仅停留在“工艺流程介绍”的层面，而是深入到了理论的内核和前沿的应用。我特别欣赏作者在论述中体现出的那种严谨的科学态度，尤其是在探讨先进制造技术，比如增材制造（3D打印）和超精密加工时，它没有盲目吹捧新技术，而是非常客观地分析了其技术瓶颈、成本效益以及与传统制造方式的适配性。书中对“公差配合与测量”部分的讲解，简直是教科书级别的典范。它把复杂的多维空间几何误差分析，通过简洁的数学模型和大量的工程实例展示出来，让我对自己过去在设计中经常“凭感觉”处理的配合问题有了质的飞跃。读到后面，我感觉自己不再只是一个执行者，更像是一个能够审视整个制造链条优劣的工程师。这本书更像是一部思想指南，它教会的不是具体的某一个操作，而是如何用系统的、全局的眼光去看待机械产品的诞生过程。对于寻求职业突破和知识深化的专业人士来说，它提供的价值是无可替代的。

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天呐，这本书简直是为我这种对精密机械一窍不通的新手量身定制的！我抱着试试看的心态翻开了它，结果完全被那种娓娓道来的讲解方式给吸引住了。作者似乎深谙我们这些门外汉的困惑，从最基础的材料学概念讲起，一点点地、耐心地构建起整个制造体系的框架。我尤其喜欢它对“为什么”的解释，而不是简单地罗列“是什么”。比如，讲到切削加工时，它没有直接抛出那些复杂的刀具几何角度公式，而是先用生动的比喻解释了材料在受力下的形变过程，让我瞬间明白了为什么需要特定的刀具角度才能达到理想的表面粗糙度和尺寸精度。书里的插图和流程图也极其精妙，那些复杂的机器内部结构图，清晰得让人一眼就能抓住重点，完全没有传统教科书那种晦涩难懂的感觉。读完前几章，我对自己手中拿着的任何一个金属零件，都有了一种全新的、充满敬意的理解。这本书真正做到了化繁为简，让我对机械制造不再是敬而远之，而是充满了探索的欲望。强烈推荐给所有想真正了解现代工业“心脏”是怎么跳动的读者！

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这本书最让我感到惊艳的地方，在于它对“制造系统集成”这一宏大概念的拆解和重构。它巧妙地避开了枯燥的设备型号罗列，转而聚焦于如何让各种不同的制造单元——从材料准备到最终的质量检测——形成一个高效协同的生命体。我对其中关于“柔性制造系统（FMS）”的章节印象尤为深刻。作者将计算机控制、自动化物流和多功能机床有机地联系起来，用一个贯穿始终的虚拟订单为例，展示了系统如何应对设计变更和批量需求的动态调整。这种动态的、面向未来的视角，完全颠覆了我过去对“制造”就是“固定流程”的刻板印象。此外，书中对“人机工程学”在现代制造环境中的作用的探讨也十分到位，它提醒我们，无论技术如何发展，制造的最终目的都是为人服务，效率和安全必须并重。这本书的文字风格成熟、内敛，没有过多的夸张辞藻，每一个论断都掷地有声，充满了行业专家的洞察力。

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