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出版者:清华大学出版社

作者:张幼军，王世杰　等编著

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2006-7

价格:26.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302131366

丛书系列:

图书标签:

• UG
• CAD/CAM
• 数控编程
• 机械设计
• 工业制造
• 软件教程
• 入门
• 基础
• 数字化制造
• 工程图学

《机械设计与制造工艺基础》 内容简介 本书旨在为读者构建坚实的机械设计与制造工艺理论基础，深入剖析机械工程领域的核心概念和关键技术。本书内容涵盖了机械零件的设计原则、材料选择、制造工艺、装配技术以及质量控制等多个重要环节，力求为读者提供一个全面、系统、实用的学习框架。 第一篇：机械零件设计与材料选择 本篇重点关注机械零件的结构设计、性能要求及材料选用。我们将从机械零件的基本类型出发，详细介绍其工作原理、受力分析以及失效模式，例如轴类零件的弯曲和扭转、连接件的受力特性、滑动轴承的摩擦磨损等。在此基础上，深入探讨零件结构设计的原则，包括强度设计、刚度设计、耐磨性设计、抗疲劳设计以及经济性设计。读者将学习如何根据零件的工作条件、载荷大小、精度要求以及使用环境，选择合适的材料。我们将详细介绍常用工程材料的性能特点，如碳素钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金等，并结合材料手册和相关的国家标准，指导读者掌握材料的选用方法，包括根据强度、硬度、耐腐蚀性、导热性、导电性等性能指标进行选择，同时也会考虑材料的成本、加工性和可获得性。 第二篇：机械制造工艺学 本篇是本书的核心内容之一，系统地介绍了各种主要的机械制造工艺方法。我们将从机械加工的基础理论出发，讲解切削运动、切削力、切削热以及刀具几何参数等基本概念，为后续的加工方法学习奠定基础。 切削加工： 车削加工： 详细介绍车床的结构、工作原理及操作要领，涵盖外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削、沟槽加工等，并对车削参数（切削速度、进给量、切削深度）的选择原则进行阐述。 铣削加工： 介绍铣床的种类（卧式铣床、立式铣床、龙门铣床等）、铣刀的类型（端铣刀、面铣刀、角铣刀等）以及铣削加工方法（平面铣削、成形铣削、插铣、滚齿等），重点讲解铣削参数的选取和加工精度控制。 钻削加工： 讲解钻床的结构，各种钻削方法（钻孔、扩孔、铰孔、镗孔）的工艺特点、刀具选择和操作注意事项。 磨削加工： 介绍磨床的种类、砂轮的选用原则，以及外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、无心磨削等工艺方法，强调磨削在提高零件表面质量和精度方面的作用。 特种加工： 介绍电火花加工（EDM）、激光加工、超声波加工等非传统加工方法，阐述其工作原理、适用范围及工艺特点，特别是在加工高硬度、难加工材料方面的优势。 成形加工： 锻压加工： 讲解金属在塑性变形过程中的力学行为，介绍热锻、冷锻、模锻、自由锻等加工方法，以及锻压在提高材料强度和塑性方面的作用。 冲压加工： 详细介绍冲压设备（压力机）的类型、冲模的结构，以及落料、冲孔、弯曲、拉深等基本冲压工序，并探讨冲压件的精度和表面质量。 铸造加工： 介绍铸造的基本原理，各种铸造方法（砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、离心铸造等）的工艺流程、优缺点及适用范围，并讲解铸件的凝固过程、缺陷及预防措施。 连接与装配工艺： 紧固件连接： 详细介绍螺纹连接、键连接、销连接等机械连接方式的原理、类型、设计计算及应用，并讲解螺纹副的配合与精度。 焊接连接： 介绍各种焊接方法（电弧焊、气体保护焊、电阻焊、钎焊等）的原理、工艺特点、适用材料及焊接质量的控制。 压装与过盈配合： 阐述过盈配合的工作原理，以及压装、热装、冷装等装配方法在轴和孔的连接中的应用。 精密装配： 介绍机械设备装配中的基本要求，包括零件的清洗、润滑、间隙的调整、基准的选择以及装配顺序的安排。 第三篇：机械设备装配与调试 本篇将指导读者掌握机械设备的整体装配流程和调试方法。我们将从装配前的准备工作开始，包括零部件的检查、清洁、润滑，以及测量工具的选择和使用。随后，我们将详细介绍装配的基本顺序和原则，例如先装配总成，再进行整体组装；先装配固定件，再装配活动件；先装配底座，再向上安装等。对于关键的配合件，如轴承、齿轮、传动机构等，我们将提供详细的装配指导，包括间隙的测量与调整、力的施加与控制等。 在装配完成后，我们将进入调试阶段。调试是确保机械设备正常运行的关键环节。我们将介绍静态调试（如空载运转、检查各部件的运动情况）和动态调试（如带载运转、测试设备的性能参数）的方法。读者将学习如何通过观察、测量和记录，及时发现和排除设备运行中出现的各种问题，如噪声、振动、发热、泄漏以及传动异常等。同时，我们也将强调调试过程中的安全注意事项。 第四篇：质量控制与检测技术 本篇聚焦于机械产品质量的保证，涵盖了质量控制的基本概念、方法和检测技术。我们将首先介绍质量的定义、质量管理体系（如ISO9000系列标准）的基本原则，以及全面质量管理（TQM）的思想。 尺寸精度检测： 详细介绍常用的测量工具和测量方法，包括游标卡尺、千分尺、百分表、量块、量规等，以及对零件尺寸、形状和位置公差的检测技术。 表面质量检测： 介绍表面粗糙度、表面硬度、表面缺陷（如裂纹、气孔、夹渣）的检测方法，包括显微镜观察、金相分析、磁粉探伤、渗透探伤等。 材料性能检测： 介绍材料力学性能的检测方法，如拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验等，以验证材料是否符合设计要求。 无损检测技术： 深入介绍各种无损检测技术（NDT），如超声波检测（UT）、射线检测（RT）、涡流检测（ET）等，以及它们在检测材料内部缺陷方面的应用。 统计过程控制（SPC）： 介绍SPC的基本原理和应用，包括控制图的使用，以实现对生产过程的实时监控和质量的持续改进。 附录 本书的附录部分将包含常用工程材料的性能参数表、常用机械零件的标准尺寸表、常用螺纹规格表、机床主要技术参数参考等，为读者提供便捷的查阅工具。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 1. 理解机械零件的设计原理、失效模式以及材料选择的基本原则。 2. 掌握金属切削、成形、连接与装配等主要的机械制造工艺方法。 3. 熟悉机械设备装配与调试的基本流程和关键技术。 4. 掌握机械产品质量控制的基本概念、方法和常用的检测技术。 5. 为进一步学习更高级的机械设计、制造和自动化技术打下坚实的基础。 本书内容丰富，条理清晰，图文并茂，既有理论深度，又不乏实践指导，适合机械设计、制造、工程技术等专业的学生、工程师以及相关从业人员阅读参考。

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这本书的实用性已经超出了教科书的范畴，更像是一本“现场参考手册”。我注意到，在涉及数控编程（NC）的章节里，作者没有仅仅停留在生成G代码层面，而是花费了大量篇幅来讨论后处理器的选择与定制化的必要性。这对于那些需要在不同机床控制系统间周转的工程师来说，是极其宝贵的实战经验。很多教程在这一点上往往一带而过，导致初学者在实际车间遇到机器差异时束手无策。这本书则清晰地指出了软件生成的代码如何与特定的机床控制器进行“对话”，甚至探讨了如何对后处理器进行微调以优化G代码的执行效率。这种对“工具链”而非仅仅是“工具本身”的关注，极大地提升了本书的价值密度。总而言之，它提供了一套完整的、可落地执行的数字制造流程的知识框架，而非零散的软件技巧集合。

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这本书的深度和广度让我感到有些“超出预期”，原本以为“基础”二字意味着只覆盖皮毛，但事实证明，它对核心概念的阐述极其透彻。举个例子，在讲解公差配合与装配关系时，它不仅展示了如何利用软件的约束功能来模拟干涉检查，还穿插了ISO标准中关于几何尺寸和公差（GD&T）的基本符号及其在三维模型中的应用规范。这表明作者的视野并未局限于软件本身的功能实现，而是将视角拉升到了整个现代制造业的质量控制体系中。对于我这种希望将CAD/CAM技能转化为职业竞争力的人来说，这种跨学科的知识融合至关重要。此外，书中的案例选择也极为贴合工业实际，从简单的机械零件到复杂的模具结构拆解，每一步的过渡都自然流畅，让人在完成一个复杂项目后，能产生强烈的成就感，而不是仅仅停留在“完成了一次练习”的层面。

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我尝试用这本书学习的过程中，最让我印象深刻的是它对于“思维模式”的培养。很多市面上的教程只是教你怎么点击鼠标、输入数值，但这本书不同，它似乎在努力重塑你对“设计与制造”之间关系的认知。例如，在讲解曲面造型时，作者没有直接丢出一个复杂的曲面指令，而是先用一段文字清晰地阐述了为什么在现实世界的复杂产品（比如汽车外壳或人体工程学产品）中，参数化曲面是必须掌握的技能，以及如何从工程学的角度去审视曲面的光顺度和可制造性。随后才引入软件的实际操作，这种理论先行、实践跟进的结构，让我感觉自己不是在操作软件，而是在解决一个具体的工程问题。尤其是在CAM章节，作者对刀具选择、切削参数设定与材料特性的关联分析，详尽到令人咋舌，完全不是那种“设置成这个值就行了”的敷衍带过，而是解释了为什么这个参数组合能在保证表面质量的同时，最大化机床效率，这对于未来的工艺工程师来说，是无价的经验总结。

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阅读这本书的体验，更像是一场需要沉下心来完成的“硬核”马拉松。它的语言风格是严谨、精确且不容置疑的，没有太多花哨的修辞或轻松的闲聊，完全是知识的直接传递。对于习惯了碎片化学习的读者可能会稍感吃力，因为它要求读者必须跟上作者的思路，不能跳过任何一个理论铺垫。我尤其欣赏它对“误差传递”的系统性论述。在数字化制造链条中，每一个环节的微小误差都会在后续加工中被放大，这本书通过具体的例子，展示了如何在CAD设计阶段就预先考虑这些误差源，并运用软件工具进行修正，这体现了一种高度的“预防性思维”。这种层层递进的系统性论述，使得学习过程虽然需要付出更多精力，但最终收获的知识体系也更加稳固，不容易在实际应用中出现“知道怎么做，但不知道为什么这么做”的窘境。

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这本书的封面设计给我一种非常扎实和可靠的感觉，色彩搭配沉稳又不失活力，那种经典的工业设计美学扑面而来。当我翻开第一页，映入眼帘的是清晰的排版和详尽的目录结构，这立刻打消了我对“基础教程”可能过于浅显的顾虑。作者显然在内容组织上花费了大量心血，从最基础的二维草图绘制逻辑，到三维实体建模的核心操作，再到CAM路径规划的理论基础，都做到了循序渐进，逻辑链条环环相扣。特别是关于参数化设计的讲解部分，它并没有停留在简单的命令堆砌上，而是深入剖析了设计意图如何在数字模型中得以体现和固化，这一点对于想要真正掌握CAD/CAM精髓的学习者来说至关重要。书中大量的配图和截图，质量极高，每一个操作步骤都被细致地标记和注释，即使是初次接触这类软件的新手，也能凭借图文指引快速上手，减少了在晦涩术语和复杂界面中迷失的风险。总而言之，这份教材给人的第一印象是：它不仅仅是一本操作手册，更像是一位经验丰富、耐心十足的工程师导师，手把手地引导你跨越从图纸到数控程序的鸿沟。

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