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出版者:中国电力

作者:邱言龙

出品人:

页数:626

译者:

出版时间:2007-9

价格:43.00元

装帧:

isbn号码:9787508354484

丛书系列:

图书标签:

• 钳工
• 机械加工
• 实用技术
• 工具使用
• 维修
• 技能培训
• 工业技术
• 金属加工
• 手工艺
• 技术手册

《现代精密制造工艺与质量控制》 本书简介 本书聚焦于当代制造业的核心——精密加工技术及其质量控制体系的构建与实践，旨在为机械制造、模具设计与制造、航空航天、高端装备等领域的工程师、技术人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一套系统、深入且极具操作性的专业参考。内容涵盖了从先进材料切削特性分析到复杂曲面精密加工策略的制定，再到数字化质量检测技术的应用与评估，全面覆盖了现代精密制造从概念设计到成品交付的全流程关键环节。 第一部分：先进材料的切削机理与优化 本部分深入探讨了当前工业界广泛应用的难加工材料，如高温合金（镍基、钴基合金）、钛合金、高性能陶瓷以及先进复合材料（如碳纤维增强复合材料CFRC）的独特物理和化学特性，并着重分析了这些特性如何影响切削过程中的刀具磨损、残余应力分布和表面完整性。 1.1 难加工材料的微观形貌与切削行为 详细阐述了超细晶粒结构、相变硬化现象以及在高温高压下材料的粘结与积屑瘤形成机制。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的图像分析，直观展示了不同切削参数下，材料在刀具前刀面和后刀面上的流动状态。引入了基于晶格振动理论对切削热量产生速率的预测模型。 1.2 高速与超高速切削（HSM/UHSM）的理论基础 系统梳理了高速切削中应力波传播、热软化效应及断屑控制的理论模型。重点分析了如何通过提高主轴转速（超越临界转速的界限）来降低切削力、减少刀具磨损，并探讨了在超高速条件下，微小刀具误差对工件表面质量的放大效应。内容包括了对颤振的动态分析及主动抑振技术的研究。 1.3 冷却润滑技术的革新 超越传统冷却概念，本章着重介绍高压内冷（HPC）、最小量润滑（MQL）以及深冷加工（Cryogenic Machining，如液氮或液氩冷却）的应用场景和适用性分析。通过热力学分析，对比了不同冷却介质对刀具寿命和加工表面温度场的精确控制能力。特别对MQL技术中的油雾粒径分布均匀性及其对切屑形态的影响进行了详细的实验验证。 第二部分：复杂零件的精密成形与表面工程 本部分聚焦于如何利用先进的工艺手段，实现高精度、高复杂度的零件几何形状的稳定制造，并对其表面功能化进行深度挖掘。 2.1 五轴及多轴联动数控加工策略 详尽解析了复杂曲面（如航空叶片、涡轮盘、医疗植入物）的刀位轨迹生成算法。内容包括了对误差源的系统分解（机床结构误差、热变形误差、刀具补偿误差），以及如何利用后处理软件实现对复杂运动误差的实时修正。讨论了在空间坐标系转换中，为保证表面质量而进行的法向误差的优化算法。 2.2 电火花加工（EDM）与激光加工的深度耦合 深入探讨了线切割（WEDM）在高纵横比和高硬度材料加工中的极限应用。重点分析了脉冲参数（脉宽、占空比、开路电压）对表面粗糙度（Ra, Rz）和材料去除率（MRR）的耦合影响。在激光加工方面，详细介绍了飞秒激光的“冷烧蚀”机制及其在微纳结构制造中的应用，以及如何控制激光的焦点位置和扫描路径以避免热影响区（HAZ）的产生。 2.3 先进磨削与超精加工技术 本章详细论述了砂轮的结构设计（CBN、金刚石、陶瓷结合剂）与切削性能的关系。着重分析了在精密磨削中，砂轮的修整精度与磨削比（G Ratio）的相互制约。对于超精加工（如磁流变抛光MRP、离子束抛光IBF），提供了从介质选择到抛光轨迹规划的完整技术流程。 第三部分：数字化质量保证与过程监控 本部分是全书的重点之一，它将制造过程与现代信息技术深度融合，构建基于数据的闭环质量控制体系。 3.1 计量学在精密制造中的应用 系统介绍了接触式与非接触式测量技术。重点解析了三坐标测量机（CMM）的误差模型、校准流程以及数据溯源性。对于非接触测量，详细介绍了激光跟踪仪、光学共聚焦显微镜在三维形貌重建中的数据处理算法，特别是如何处理环境噪声和光照变化对测量结果的影响。 3.2 在线过程监控与刀具健康管理（THM） 阐述了如何集成振动传感器、声发射传感器（AE）和红外热像仪对切削过程进行实时诊断。详细介绍利用快速傅里叶变换（FFT）分析AE信号，以识别微小裂纹萌生或刀具崩刃的特征频率。构建了基于机器学习模型的刀具寿命预测算法，通过历史数据训练，实现对最佳换刀时机的精确判断。 3.3 表面完整性（Surface Integrity）的定量评估 表面完整性是精密制造的最终指标。本章超越了传统的粗糙度测量，深入到材料的微观层面。内容包括了对加工后表面残余应力的X射线衍射（XRD）分析方法，以及对表层显微硬度和相变层厚度的金相分析技术。提供了如何根据零件的功能需求（如疲劳寿命、抗腐蚀性）来设定合理的表面完整性指标的工程准则。 第四部分：智能制造环境下的集成与仿真 本部分着眼于未来趋势，探讨如何通过仿真技术优化工艺流程，并实现制造资源的优化配置。 4.1 基于有限元法的切削过程仿真 详尽介绍了使用DEFORM或ABAQUS等软件模拟切削过程的单元划分、本构模型选择（如Johnson-Cook模型）及接触算法。重点演示了如何通过仿真预测切屑的形态、刀具的温度分布以及工件的残余应力云图，从而在物理试切前进行工艺参数的初步优化。 4.2 制造系统集成与数据交换标准 讨论了OPC UA、MTConnect等工业通信协议在集成不同品牌数控设备、测量仪器和ERP/MES系统中的应用。强调了数据模型标准化对于实现制造柔性和透明化的重要性。 4.3 增材制造与减材制造的混合应用 分析了选区激光熔化（SLM）或电子束熔化（EBM）制造的近净形毛坯，如何通过后续的精密研磨或铣削来实现最终尺寸和表面质量的保证。提供了评估混合制造路径经济性和性能优势的决策模型。 本书结构严谨，理论深度与工程实践紧密结合，配有大量详实案例和数据图表，是致力于掌握前沿精密制造技术的专业人士案头的必备工具书。

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这本书的装帧设计挺有意思的，封面那种哑光纸的质感摸起来很扎实，让人感觉它不是那种随便翻翻就完事的书。书本的整体重量也让人心里有底，沉甸甸的，像抱着一本工具箱而不是小说。我刚翻开目录的时候，就被里面那些细致的章节划分给镇住了。你知道吗，有些技术手册动辄就把“基础理论”和“实践应用”混在一起，弄得人一头雾水。但这本书的处理方式非常清晰，它似乎是按照一个工人从学徒到熟练工的成长路径来布局的。比如，关于图纸识读的那一部分，不是简单地罗列符号，而是结合了实际零件的剖视图，让你能立刻联想到实际操作中会遇到的情况。我记得其中关于公差配合的讲解，用了一个非常形象的比喻，把复杂的数值关系比作是“精确的握手”，虽然是技术内容，但读起来一点都不枯燥。而且，书里的插图质量极高，不是那种粗糙的线条画，而是带有阴影和深度的三维示意图，这对于理解复杂的装配结构简直是救命稻草。这本书放在我的工作台边上，总能让我安心，因为它就像一个随时待命的专家，知道我下一秒可能需要查哪方面的资料。

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说实话，我本来对这种“手册”类的书籍期望不高，通常都是内容堆砌，检索起来很费劲。但翻开这本后，我发现它在内容的组织逻辑上简直是下了一番苦心。它的编排思路简直就像是外科医生的手术流程图，每一步骤都经过了精密的计算和优化。最让我惊喜的是它对材料特性的描述，没有陷入冗长枯燥的化学式和物理常数，而是直接告诉你在什么温度下，某种钢材的延展性会发生微妙的变化，以及这对你在进行冷镦作业时意味着什么。那种“直击痛点”的叙述方式，让我感觉作者绝对是干过很多年一线工作的人，他知道我们真正关心的是什么，而不是那些被教科书过度美化的理想状态。举个例子，关于切削液的选择，它不仅仅列出了各种配比，还针对不同材质和加工深度的“真实世界”问题，给出了推荐和禁忌。这种接地气的智慧，是那些理论堆砌的书籍里绝对学不到的。每当我遇到一个棘手的装配公差问题时，我总能在这本书里找到一个简洁明了的解决思路，这种高效的知识获取体验，极大地提升了我的工作效率。

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这本书在排版上的匠心独运，也值得大书特书。在技术手册里，清晰度就是生命线，而这本书在这方面做得近乎完美。字体的选择非常考究，标题和正文的对比度极高，即使在光线不太好的车间角落里阅读，也不会感到吃力。更巧妙的是，那些关键的公式、安全警示语，都被用不同的颜色和加粗处理突出显示，形成了一种视觉上的导航系统。你不需要从头读到尾，只需扫一眼，就能迅速定位到你需要的数据点。我特别欣赏它在处理复杂表格时的策略，它没有把所有数据都塞进一个巨大的网格里，而是根据逻辑关系进行了分块处理，并用小标题精确概括了每一组数据的使用场景。这使得查找特定参数的效率大大提高。在需要快速反应的现场环境下，这种设计理念的优势就体现出来了——它尊重了读者的时间，将查找信息的时间压缩到了最短。阅读体验流畅顺滑，丝毫没有技术文献常有的那种阅读疲劳感。

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这本书的实用性，体现在它对“非常规”操作的收录上。很多标准化的手册只会告诉你“应该怎么做”，但经验丰富的师傅都知道，现场总有各种突发状况。这本书的后半部分，专门开辟了一个“故障排除与应急处理”的章节，简直是神来之笔。它详细列举了诸如螺纹滑牙、零件卡死、设备异常振动等常见问题的排查路径，并且每条路径都配有相应的工具建议和操作步骤的风险提示。我个人觉得，这种对“可能出错的地方”的提前预警，比单纯的“正确操作指南”更有价值。它培养的不是机械执行者，而是具备判断力的技术人员。而且，书中对于一些老式设备和非标件的处理方法也有所涉及，这对于在老旧工厂里工作的我们来说，简直是雪中送炭。我前段时间遇到一个历史遗留的连接件，常规方法根本无法拆卸，翻阅此书后，找到了一个非常规的力学解法，完美解决了问题。它不只是工具书，更像是一位经验丰富的老技师在耳边指导。

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这本书的知识体系构建得非常立体，它似乎在教导我们一种“系统思维”。它不仅仅停留在教你如何使用扳手或锉刀的层面，而是深入到为什么选择这个工具、为什么采用这个角度背后的物理原理。比如，在讲解角度和斜度计算时，它引入了基础的几何学概念，但解释得非常直观，没有故作高深。这种“知其所以然”的教学方式，极大地增强了知识的迁移能力。一旦你理解了背后的原理，面对一个全新的、从未见过的工件时，你也能迅速推导出最佳的加工策略，而不是死记硬背公式。此外，书中对安全规范的融入处理得非常自然，不是那种生硬地插入几条规定，而是将安全操作的细节自然地融入到每一步骤的描述中，形成一种本能反应。读完后，我感觉自己对“精确制造”的理解上升到了一个新的高度，不再仅仅是把零件做出来，而是要理解制造过程中的每一个变量控制的意义。这本书，真正做到了让“技术”变得“易懂”且“深刻”。

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