数控手工编程技术及实例详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:7-122

作者:李体仁

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2007-10

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787122011466

丛书系列:

图书标签:

• vxc
• 数控编程
• 手工编程
• G代码
• M代码
• CNC
• 机床编程
• 加工实例
• 实操
• 工业制造
• 数控技术

现代机械制造中的先进制造技术与实践 本书聚焦于当代机械制造领域的前沿技术、创新工艺以及复杂零件的精密加工方法，旨在为工程师、技术人员和相关专业学生提供一套全面、深入且高度实用的技术参考与实践指南。全书结构严谨，内容涵盖了从理论基础到实际应用的全过程，特别强调了数字化、智能化在现代制造链中的核心作用。 --- 第一部分：高级数控加工理论与系统集成 本部分深入剖析了当代数控（NC）系统的核心架构、运行机制及其对现代制造效率的决定性影响。我们不再将数控系统视为单纯的指令执行者，而是将其置于整个智能制造体系（Smart Manufacturing Ecosystem）的枢纽位置进行研究。 1.1 现代数控系统架构与高性能内核 高性能控制器（HPC）的原理与优化： 详细阐述了当前主流多核、分布式控制系统在实时性、并行处理能力上的飞跃。重点分析了如何通过优化算法实现超高速、高精度的实时插补（Interpolation）和误差补偿。内容包括亚微米级运动控制算法（如三次样条插补、Bézier曲线实时拟合）在复杂曲面加工中的应用。 五轴及多轴联动技术的高级应用： 超越基础的运动学讲解，深入探讨了五轴联动加工的运动学解耦、奇异点（Singularity）规避策略，以及工件坐标系与刀具坐标系的高效转换机制。特别针对航空航天、模具制造中的复杂自由曲面，解析了工具轴矢量优化（Tool Axis Vector Optimization）对表面质量和刀具寿命的直接影响。 系统集成与互操作性（Interoperability）： 探讨了现代数控系统如何与PLM（产品全生命周期管理）、MES（制造执行系统）进行无缝数据交换。分析了基于OPC UA和MTConnect等工业通信协议的远程诊断、状态监控及生产数据采集方案。 1.2 先进刀具路径生成与仿真验证 高效切削策略的算法实现： 区别于传统的等高线或平面铣削，本章重点介绍等路径长度（Constant Chip Length）和自适应切削力控制（Adaptive Force Control）算法在高速切削（HSC）和高速高精加工（High Speed High Precision Machining, HSHPM）中的应用。解析了这些策略如何有效减少切削波动，提高表面完整性。 后处理技术与后置处理器（Post-Processor）的定制： 深入讲解了不同机床厂商（如西门子、法那克、海德汉）的机器代码差异性，以及如何基于G代码高级功能（如G68.2坐标系旋转），通过定制化后处理器实现对特定机床性能的最大化挖掘。 虚拟调试与数字孪生（Digital Twin）： 详细介绍了基于高保真物理模型的切削过程仿真。分析了如何将虚拟环境中的碰撞检测、残余应力分析、机床热漂移补偿模型集成到生产流程中，实现“先试算、后加工”的零误差生产目标。 --- 第二部分：特种加工工艺与材料科学在制造中的融合 本部分将视角从传统的机械加工拓宽至与先进材料和非常规加工方法相结合的前沿领域，关注如何在极端条件下实现高精度、高效率的制造。 2.1 难加工材料的高性能切削 镍基高温合金与钛合金的加工特性： 深入分析了这些材料在切削过程中的加工硬化倾向、高弹性变形和低导热性带来的挑战。针对性地提出了低温冷却策略（如高压内冷、准干式切削）以及脉冲式进给等非线性切削方法的适用条件与优化参数。 陶瓷基复合材料（CMC）与金属基复合材料（MMC）的加工难题： 探讨了由于材料内部异质性导致的严重刀具磨损和分层问题。介绍电火花加工（EDM）和激光辅助加工在这些脆性、高硬度材料上的应用限制与突破。 2.2 非传统制造工艺的集成与优化 电化学加工（ECM）与电火花加工（EDM）的精密化： 重点在于参数的动态控制。分析了ECM中的电流密度分布与表面粗糙度的关系，以及EDM中电极损耗补偿的实时算法。探讨了如何将ECM/EDM与传统铣削完美衔接，以解决深孔、窄槽的加工瓶颈。 超精密加工技术（超精车/磨）： 涵盖纳米级精度控制的振动隔离技术、空气轴承在主轴中的应用，以及单晶硅等光学材料的离子束抛光技术。 2.3 表面工程与增材制造的交汇 选择性激光熔化（SLM）零件的后处理优化： 探讨了增材制造（AM）零件因快速凝固导致的高残余应力问题，以及如何通过热等静压（HIP）、定向热处理来改善其微观结构和疲劳寿命。 精密表面改性技术： 介绍磁研磨（Magneto-Rheological Finishing, MRF）和流体抛光（Magnetorheological Flow Polishing）等技术，它们在实现光学级甚至原子级平坦度的表面处理中的独特优势。 --- 第三部分：质量保证、检测与过程监控的数字化转型 本部分关注如何通过先进的传感技术和数据分析，实现对制造过程的实时感知、反馈控制和预测性维护，确保产品质量的稳定性和可追溯性。 3.1 在线质量监测与过程反馈 切削力与振动实时传感技术： 详细介绍压电式、光纤式传感器在刀具磨损、微裂纹早期检测中的应用。分析如何利用傅里叶变换分析（FFT）从高频振动信号中提取刀具状态特征参数。 非接触式尺寸测量系统的集成： 探讨激光跟踪仪和视觉测量系统在机床工作空间内的精确对刀和在位测量。重点研究如何消除环境温度变化对高精度测量的影响，并进行实时补偿。 3.2 人工智能在制造过程优化中的应用 机器学习驱动的参数自适应调整： 阐述如何利用强化学习（Reinforcement Learning）模型，根据实时监测到的切削参数（如振动、温度、表面形貌），动态调整进给率、主轴转速，以实现最优能耗比或最短加工时间。 预测性维护（PdM）模型构建： 讲解如何利用历史故障数据和传感器时间序列数据，构建基于深度神经网络的机床关键部件（如滚珠丝杠、主轴轴承）的寿命预测模型，从而将被动维修转变为主动干预。 3.3 几何精度补偿与误差溯源 系统误差辨识与补偿： 系统性介绍机床的几何误差（如反向间隙、导轨摩擦、热膨胀）的精确测量方法（如激光干涉仪、球杆仪），以及如何建立误差矩阵对NC代码进行预补偿。 全流程可追溯性体系： 论述如何结合物联网（IoT）技术，将CAD/CAM数据、机床运行数据、检测数据关联起来，构建基于区块链或分布式数据库的制造信息链，满足航空、医疗等高标准行业对产品质量的严格追溯要求。 --- 本书的特色在于其前瞻性和实践性。它不仅传授了“如何编程”的基础知识，更侧重于“如何利用先进制造系统和理论，解决当前工业界面临的复杂制造难题”，是追求制造工艺卓越性的专业人士不可或缺的参考书。

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坦白说，市面上很多所谓的“详解”类书籍，往往在“详解”二字上有所欠缺，要么是翻译腔过重，要么就是对关键细节含糊带过。但这本书展现出的专业度和严谨性，绝对是顶尖水准。我尤其欣赏作者在处理“异常情况与故障排除”这一章节时的细致入微。它罗列了在实际编程和调试中可能遇到的各种刁钻的错误代码和机床报警，并针对性地给出了从代码层面、参数设置层面到机械干预层面的多维度解决方案。这种近乎“经验秘籍”的分享，是任何标准教材中难以见到的。它透露出作者本人在一线工作中的沉淀，使得这本书不仅是学习工具，更像是一位经验丰富的高级技师随时待命的私人顾问，让人在遇到棘手问题时，心中有底气。

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从语言风格上来说，这本书的叙述方式非常具有感染力，它避开了那种高高在上的学术腔调，而是采用了一种平易近人、娓娓道来的口吻，就像一位耐心十足的师傅在手把手地教导徒弟。语句简练有力，没有多余的赘述，但又不失温度。比如，在讲解复杂的刀具路径优化时，作者会插入一些“请注意，这里是新手最容易犯错的地方”之类的提示，这种及时的提醒，极大地提高了学习效率，也拉近了读者与作者的距离。这种流畅、自然的表达，使得原本枯燥的编程指令学习过程变得如同阅读一篇结构严谨的专业报告，读起来毫不费力，并且能持续保持专注度，这种流畅的阅读体验是很多技术文档所梦寐以求的境界。

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我个人对技术书籍的实用性要求极高，往往那些只停留在理论空谈的著作，束之高阁的几率非常大。然而，这本读物在理论深度与实际操作的平衡把握上，展现出了一种近乎完美的功力。它并没有仅仅罗列枯燥的数学公式，而是巧妙地将每一种编程逻辑都与实际的加工场景紧密联系起来。举个例子，在介绍插补算法时，它不仅仅解释了原理，还提供了数控机床在进行复杂曲面加工时，如何通过代码实现平滑过渡的真实案例分析，那些代码片段的注释详尽到几乎可以作为现场编程的参考指南。我尝试着在虚拟机上复现了其中的几个高级钻孔循环，效果立竿见影，极大地提升了我对G代码深层逻辑的理解。这种“知其然更知其所以然”的教学方式，远非一般教科书可以比拟，它真正做到了将书本知识转化为车间里的生产力，对于提升个人解决实际问题的能力，具有不可估量的价值。

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阅读过程中，我深切体会到作者在知识体系构建上的深思熟虑。全书的章节逻辑推进如同一次精心设计的攀登过程，从最基础的坐标系建立、刀具补偿，到后来复杂的宏程序编写与后处理技术，每一步都建立在前序知识之上，环环相扣，绝无突兀感。特别是关于系统差异化编程的部分，处理得非常得体，它没有固步自封于某一个特定品牌的机床控制系统，而是高屋建瓴地指出了不同系统间的通用语言和特有规范，这对于我们这些需要维护和操作多种类型设备的技术人员来说，是极其宝贵的。这种宏观视野的培养，远比单纯记忆某一套指令集重要得多。它教会我的不仅仅是“如何做”，更是“为什么如此设计”，这种思维层面的提升，才是技术学习的终极目标。

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这本书的排版和装帧设计着实让人眼前一亮，初次翻开时，那种厚重而又不失精致的质感，立刻营造出一种专业学习的氛围。印刷质量相当出色，纸张的纹理细腻，即便是长时间阅读，眼睛的疲劳感也相对较轻。更值得称赞的是，书中的图文排布极为讲究，结构清晰的章节划分，配合着恰到好处的留白，使得复杂的概念在视觉上得到了极大的舒缓。尤其是一些关键的原理图和流程示意图，线条流畅，标注清晰，即便是初学者也能迅速抓住要点。感觉作者和设计团队在细节处理上投入了巨大的心血，这不仅仅是一本技术手册，更像是一件精心制作的工艺品。这样的用心，对于我们这些需要频繁查阅资料的技术人员来说，是极大的便利，能让人更专注于内容本身，而不是被糟糕的排版所困扰。封面的设计也颇具匠心，那种抽象的几何图形和冷峻的色彩搭配，完美地契合了现代精密制造的主题，让人拿在手中也觉得很有分量感。

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