具体描述
本书是根据《互换性与技术测量》教材编审组通过的教学大纲编写的，内容包括绪论、测量技术基础、圆柱体结合的公差与配合、形状和位置公差及检测、表面粗糙度及检测、计量器具的选择和光滑极限量规、滚动轴承的公差与配合、键和花键的公差与配合、螺纹公差及检测、渐开线圆柱齿轮传动公差及检测、尺寸链，共11章。本书采用最新的国家标准，每章都配有相应的实例和练习题，附录A中列出了部分名词术语的中英文对照。
本书可作为高等院校机械类各专业的教材，也可供有关技术人员参考。
《精密制造的基石：现代工程中的互换性与技术测量》 在这本深入探讨现代工业核心的著作中，我们将踏上一段关于“互换性”与“技术测量”这两大基石的探索之旅。它们不仅是制造过程中不可或缺的环节，更是确保产品质量、提升生产效率、降低成本以及实现全球化协作的关键所在。本书旨在为读者提供一个全面而深刻的理解，揭示这两门学科如何在从微观零件到宏观系统的各个层面发挥作用，以及它们如何共同构建起现代工程的坚实基础。 第一部分：互换性的理论与实践 互换性，顾名思义，是指在工业生产中，不同批次、不同生产厂家生产的相同型号的零件或组件，能够无需经过任何个体加工或调整，就能相互替换或自由组合，完成既定功能的特性。它并非一个简单的概念，而是建立在一系列精密的设计、制造和检验标准之上。 互换性的起源与发展： 本部分将追溯互换性概念的萌芽，从早期手工制造的个性化定制，到工业革命时期对标准化零件的需求日益增长。我们将探讨军事工业、铁路交通等领域在标准化过程中扮演的关键角色，以及早期标准化运动为大规模生产奠定的基础。从容克斯的“卡宾枪”理论，到福特的流水线生产，互换性的进步直接推动了工业生产模式的变革。 互换性的基本原理与分类： 我们将深入剖析互换性得以实现的根本原理。这包括了对尺寸链、配合、公差和形位公差等核心概念的详细阐述。 尺寸链： 尺寸链是互换性设计的灵魂。本书将系统介绍单列、复列、封闭和开放式尺寸链的构成原理，以及如何通过计算尺寸链来保证装配的互换性。我们将详细讲解尺寸链的闭合原则，以及如何通过公差分配来达到最优的经济性和可靠性。 配合： 配合是实现零件之间功能连接的关键。我们将分类介绍过盈配合、间隙配合和过渡配合的特性，以及它们在不同应用场景下的选择原则。例如，在轴与孔的配合中，我们将探讨公差带的相对位置如何决定了配合的性质，以及如何通过选择标准公差等级来确保装配的顺利进行。 公差与偏差： 公差是零件实际尺寸允许的变动范围，而偏差则是实际尺寸与基本尺寸之差。本书将详细讲解基本尺寸、公差带、上偏差、下偏差等术语，并介绍 ISO 和国标等不同标准体系下的公差表示方法。我们将通过实际案例，展示如何根据零件的功能要求来确定合理的公差等级。 形位公差： 形位公差是比尺寸公差更高级别的精度要求，它控制的是零件的形状、方向、位置和轮廓。本书将详细介绍直线度、平面度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、倾斜度、对称度、跳动和全跳动等形位公差项目，并阐述它们在保障零件配合功能和整体装配精度方面的重要性。我们将结合具体的图形符号和标注方法，帮助读者理解如何正确读取和应用形位公差。 互换性的实现方法与技术： 互换性的实现离不开先进的制造技术和质量控制手段。 标准化与系列化： 标准化是实现互换性的前提。本书将探讨国际标准（如 ISO）、国家标准（如 GB）、行业标准和企业内部标准在互换性体系中的地位和作用。我们将分析标准化如何减少零件种类，提高生产效率，降低制造成本。系列化则是标准化在产品设计和制造中的延伸，通过对产品进行系统性的划分和组合，进一步实现通用化和互换性。 先进制造工艺： 精密加工技术是互换性的保障。我们将讨论数控加工（CNC）、电火花加工（EDM）、激光加工、磨削加工等高精度制造工艺，以及它们如何能够稳定地生产出满足严格公差要求的零件。我们将分析不同工艺的特点、适用范围以及对互换性的影响。 质量控制与检验： 严格的质量控制是确保互换性的最后一道防线。本书将介绍各种测量仪器和方法，以及统计过程控制（SPC）等质量管理工具在互换性生产中的应用。我们将重点讲解互换性检验的原则、方法和流程，确保生产出的零件能够真正实现互换。 第二部分：技术测量的科学与艺术 技术测量是连接设计意图与制造现实的桥梁。它通过对零件、产品或过程进行精确的量化，来验证其是否符合设计要求，并为生产过程提供反馈。本书将深入探讨技术测量的理论基础、方法技术以及在现代工程中的广泛应用。 测量的基本概念与原理： 测量是确定被测量量值的过程，它需要遵循一定的原理和方法。 量、单位与量值： 本部分将从最基础的测量概念出发，阐述物理量的概念，国际单位制（SI）的构成，以及量值的准确性、精确性和稳定性等基本属性。我们将强调在工程测量中，理解和使用正确的单位至关重要。 测量误差与不确定度： 任何测量都存在误差。本书将详细讲解系统误差、随机误差和疏忽误差的来源和特点，以及如何通过合理的测量方法和数据处理来减小和消除误差。不确定度作为量化测量结果可靠性的重要指标，也将得到深入的探讨，包括其来源、计算方法和在工程决策中的作用。 测量基准与测量方向： 测量必须有可靠的基准。我们将讨论测量基准的种类（如物理基准、几何基准、假定基准等），以及测量方向与测量方法的关系。理解基准的意义，对于确保测量的准确性和可比性至关重要。 测量技术与仪器： 现代技术测量依赖于种类繁多、功能各异的测量仪器。 通用量具： 从最基本的量块、千分尺、游标卡尺到百分表、千分表，我们将介绍这些通用量具的结构、原理、使用方法和精度等级，以及它们在日常生产和检验中的应用。 精密测量仪器： 随着工程精度的不断提高，更先进的测量仪器应运而生。本书将重点介绍： 坐标测量机（CMM）： CMM 是现代精密测量的核心设备，能够对零件的三维尺寸和形位进行高精度测量。我们将阐述 CMM 的工作原理、结构组成、测量模式（接触式、非接触式）以及其在复杂零件检测中的优势。 表面粗糙度仪： 表面粗糙度直接影响零件的摩擦、磨损和密封性能。我们将介绍表面粗糙度参数（如 Ra, Rz 等）的含义，以及不同类型的表面粗糙度测量仪及其应用。 轮廓测量仪： 轮廓测量仪能够记录和分析零件的二维截面轮廓，对于测量沟槽、倒角、曲面等复杂形状至关重要。 光学测量设备： 包括显微镜、投影仪、激光扫描仪等，它们在微观测量、非接触测量和三维扫描中发挥着重要作用。 角度测量仪器： 如万能角度尺、角度仪、电子角度尺等，它们用于测量角度的精度。 硬度计、粗糙度仪、涂层测厚仪等 测量方法与技巧： 即使拥有最先进的仪器，不恰当的测量方法也会导致错误的结论。我们将分享针对不同测量对象和精度要求的测量技巧，例如如何选择合适的测量工具、如何稳定测量工件、如何读取测量结果以及如何进行数据记录和分析。 技术测量在工程中的应用： 技术测量贯穿于产品生命周期的各个阶段。 设计阶段： 在设计阶段，测量数据可以用于反向工程，分析现有产品，为新产品的设计提供依据。 制造阶段： 测量是生产过程中的关键环节，用于过程控制、首件检验、中间检验和最终检验，确保生产出合格的产品。我们将探讨在线测量、工序测量和离线测量在不同生产场景下的应用。 质量控制与保证： 测量数据是质量评估的客观依据。我们将分析如何利用测量数据来评估产品质量、分析质量问题、制定改进措施，并最终实现全面质量管理（TQM）。 计量与校准： 测量仪器的准确性必须得到保证。本书将介绍计量、校准和溯源等概念，以及它们在建立可靠测量体系中的重要性。 自动化与智能化测量： 随着工业自动化和智能化的发展，测量技术也正向自动化、集成化和智能化方向发展。我们将展望自动检测系统、机器人测量、基于人工智能的测量技术等前沿发展趋势。 第三部分：互换性与技术测量协同发展 互换性与技术测量并非孤立的学科，它们之间存在着紧密的内在联系，相互促进，共同构成了现代工程制造的完整体系。 互换性设计的精度要求与测量能力的匹配： 互换性设计所规定的公差和形位公差，最终需要通过技术测量来验证。测量仪器的精度必须能够满足设计要求的精度水平，否则互换性将难以实现。本书将探讨如何根据互换性要求来选择合适的测量仪器和测量方法。 测量技术发展对互换性设计的推动： 随着测量技术的不断进步，我们能够以前所未有的精度来检测零件。这种能力的提升，反过来也使得工程师能够设计出更小的公差，从而实现更高等级的互换性，并生产出性能更优越的产品。 统计过程控制（SPC）在互换性生产中的应用： SPC 是一种利用统计学原理来监控和控制生产过程的技术。通过对测量数据的实时分析，SPC 能够预测和发现潜在的质量问题，及时调整生产参数，从而确保生产过程稳定，生产出的零件满足互换性要求。 逆向工程与互换性： 逆向工程利用测量技术来复制现有产品，并在此基础上进行改进或开发新产品。在这个过程中，对原产品的精确测量是实现互换性仿制或改进的关键。 全球化生产与互换性的重要性： 在全球化供应链中，不同国家、不同工厂生产的零件需要实现互换。这使得标准化、精确的测量以及严格的质量控制变得尤为重要，是国际贸易和合作的基础。 结论： 《精密制造的基石：现代工程中的互换性与技术测量》将带领读者走进一个严谨而精密的工程世界。本书不仅仅是对概念的梳理，更是对实践的深入剖析。通过对互换性理论的透彻理解和对技术测量方法的全面掌握，我们能够更好地理解产品质量的来源，更有效地解决制造过程中的挑战，并为推动工程技术的发展贡献力量。本书适合工程师、技术人员、质量管理人员以及对现代制造工艺感兴趣的学生和研究者阅读，它将是您在精密制造领域不可或缺的参考。
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