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《精密制造与质量控制：核心原理与实践应用》 图书简介 在现代工业生产的宏大图景中，产品的精度与质量是决定其市场竞争力和用户满意度的基石。从航空航天器精密的零部件到微电子器件的微米级加工，再到医疗器械的毫厘不差，无不依赖于对制造过程中各项参数的精准控制和对最终产品性能的严格把关。本书《精密制造与质量控制：核心原理与实践应用》正是致力于系统地阐述支撑这一切的科学原理与工程实践。它深入浅出地剖析了精密制造的核心技术、关键测量方法以及贯穿整个生产流程的质量控制理念，旨在为读者构建一个全面而深入的知识体系。 本书的内容覆盖了精密制造的多个关键环节。首先，我们聚焦于“精密加工技术”。这部分内容将详细探讨各种先进的加工方法，例如数控加工（CNC）、电火花加工（EDM）、激光加工、微纳加工等。我们不仅会介绍这些技术的工艺原理、设备构成和典型应用，还会深入分析影响加工精度的因素，如刀具磨损、热变形、机床刚性、工艺参数选择等，并提出相应的控制策略。例如，在CNC加工部分，我们将讨论刀具路径优化、进给速度与切削深度的选择、冷却润滑技术的重要性，以及如何通过闭环反馈系统提高加工精度。电火花加工部分，将阐述放电原理、电极材料选择、脉冲参数设置对表面质量和加工效率的影响，并介绍其在硬质合金、模具制造等领域的广泛应用。激光加工则会涵盖激光切割、焊接、打标、表面强化等技术，分析激光功率、波长、聚焦方式对加工结果的直接影响。微纳加工部分，则将引领读者进入微观世界，介绍光刻、电子束刻蚀、分子束外延等技术，以及它们在半导体、MEMS（微机电系统）制造中的关键作用。 其次，本书将重点阐述“精密测量技术”。精确可靠的测量是保证产品质量的前提。我们从基础的长度、角度、形状和位置测量入手，系统介绍各种测量仪器和方法。例如，在长度测量方面，我们将深入讲解游标卡尺、千分尺、百分表、测微头等手动测量工具的使用原理、精度等级和适用范围，以及它们的校准与维护。更进一步，本书将详细介绍光学测量技术，如光学显微镜、光学影像测量仪、激光扫描测量仪、三维坐标测量机（CMM）的工作原理、测量方式（接触式与非接触式）、数据采集与处理方法，以及它们在复杂曲面、微小特征尺寸测量中的优势。我们将分析CMM的误差来源（如机器误差、探针误差、环境误差、操作误差），并介绍误差补偿技术。此外，工业 CT、激光干刨面仪、共聚焦显微镜等先进的无损检测与测量技术也将得到深入的介绍，展示它们在内部结构检测、三维形貌重构方面的强大能力。表面粗糙度测量是另一个重要分支，我们将讲解轮廓法和 areal 粗糙度测量仪的工作原理，以及各种表面纹理参数（如Ra, Rz, Rq）的物理意义和对产品性能的影响。形位公差测量（如平面度、直线度、圆度、平行度、垂直度、同轴度、对称度）是精密制造中的难点，本书将结合具体的测量实例，讲解如何使用各种测量仪器（如水平仪、角度尺、百分表、CMM）来准确评估这些公差。 第三部分，本书将深入探讨“几何量公差与尺寸链分析”。理解和应用几何量公差是确保零件互换性和装配成功的关键。我们将在这一部分详细解释形位公差的图示符号、定义、测量方法以及如何根据零件功能确定合适的公差等级。我们将区分位置公差（如基准的选用、基准重叠、基准参考系）和形状公差，并提供实际的工程案例分析。尺寸链分析是解决装配过程中尺寸误差累积问题的有效工具。本书将从基本概念（封闭尺寸链、开放尺寸链）入手，讲解如何建立尺寸链模型，如何识别基准要素和公差要素，如何计算封闭尺寸链的公差及其影响，以及如何运用“最不利组合法”、“统计组合法”（如均方根法）等方法进行尺寸链的公差分配，以达到优化设计、降低成本的目的。我们将通过具体的装配实例，如轴孔配合、齿轮传动等，演示尺寸链分析的应用过程。 第四部分，本书将聚焦于“质量控制体系与统计过程控制（SPC）”。质量控制不仅仅是检测最终产品，更是一个贯穿设计、生产、检验、服务全过程的系统工程。本书将介绍ISO 9000系列等质量管理体系的基本概念、核心原则和建立过程，以及它们在提升企业管理水平和产品质量方面的作用。统计过程控制（SPC）是实现持续改进和预防缺陷的有力工具。我们将详细讲解控制图的原理与应用，包括各种控制图（如X-bar和R图、X-bar和S图、P图、np图、C图、u图）的构建、绘制、判读和使用方法，以及它们在监控生产过程稳定性、识别异常原因、进行过程能力分析（Cp, Cpk, Pp, Ppk）中的重要作用。我们将通过实际生产数据，演示如何利用控制图识别生产过程中的“普通原因”和“特殊原因”，并采取针对性措施。此外，抽样检验（如按接收质量限AOQL、平均抽样水平AQL的抽样方案）和根本原因分析（如鱼骨图、5Why分析法）等质量工具也将得到介绍。 第五部分，本书将探讨“现代精密制造的趋势与挑战”。随着科技的飞速发展，精密制造领域也在不断涌现新的技术和理念。本部分将展望智能制造、工业互联网、大数据分析在精密制造中的应用，例如如何利用传感器网络和AI算法实现生产过程的智能化监控与优化，如何通过数字化孪生技术进行产品设计与仿真，以及如何实现柔性制造以适应多品种、小批量生产的需求。我们还将讨论新材料（如高性能合金、陶瓷、复合材料）在精密制造中的应用，以及它们对加工和测量技术提出的新要求。同时，本书也将关注绿色制造与可持续发展在精密制造中的重要性，例如如何通过节能降耗、减少污染、回收利用等方式实现生产过程的环境友好。 本书的编写风格力求严谨、系统，并注重理论与实践的结合。每章都配有丰富的图表、实例和练习题，帮助读者更好地理解和掌握相关知识。我们力求用清晰的语言、逻辑严谨的论证，将抽象的原理具象化，将复杂的技术生活化，使其不仅成为高等院校相关专业学生的学习教材，也能成为从事精密制造、质量控制、工艺设计、生产管理等领域工程师的案头必备参考书。通过阅读本书，读者将能够深刻理解精密制造的精髓，熟练掌握各种精密测量工具与技术，有效运用质量控制方法，从而在日益激烈的市场竞争中，打造出更高品质、更具价值的产品。
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