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出版者:

作者:崔树伟,孙丽丽

出品人:

页数:120

译者:

出版时间:2008-4

价格:13.00元

装帧:

isbn号码:9787564014636

丛书系列:

图书标签:

• 数控车床
• CNC编程
• G代码
• 实训
• 加工工艺
• 机械制造
• 工业技术
• 数控技术
• 编程实战
• 车削加工

现代制造技术与先进加工工艺精选 本书涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛知识体系，旨在为现代制造业的从业者、技术人员和相关专业学生提供一本全面、深入的学习参考资料。内容侧重于解析当前高效、精密制造领域的核心技术和关键方法，而非特定机床的操作手册。 --- 第一部分：先进材料科学与表面工程基础 本部分深入探讨了现代工程设计中对材料性能日益提高的要求，重点分析了特种合金、复合材料以及功能性新材料的微观结构、力学性能和热力学行为。 1.1 现代工程材料的结构与性能表征 高性能金属材料： 重点解析了镍基高温合金、钛合金和高强度低合金钢在极端工作环境（如高温、高应力、腐蚀性介质）下的蠕变、疲劳及断裂机制。涵盖了材料的晶界强化、固溶强化和析出强化的微观原理。 先进复合材料： 详细介绍了碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强材料（GFRP）以及陶瓷基复合材料（CMC）的制造工艺、层合板理论以及各向异性力学特性分析。讨论了不同纤维与基体界面结合对整体性能的影响。 增材制造（AM）专用材料： 分析了用于选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）的金属粉末的球形度、流动性要求，以及打印件的残余应力控制和后处理热解方案。 1.2 表面工程与功能涂层技术 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）： 深入比较了磁控溅射、电弧蒸发等PVD技术和低压CVD、等离子体增强CVD（PECVD）的原理及其在硬质涂层、抗磨损涂层、以及光学薄膜制备中的应用。着重探讨了薄膜的应力状态、晶体取向与附着力的控制。 热喷涂技术进展： 介绍了超音速火焰喷涂（HVOF）和冷喷涂技术，重点分析了冷喷涂在室温下制备高密度、低氧化层的优势及其在修复和功能化表面的潜力。 表面改性处理： 阐述了激光熔覆、离子注入、渗碳渗氮等工艺对零件表层硬度、耐腐蚀性和耐磨性的显著提升效果，并结合实例分析了工艺参数对改性层深度的影响。 --- 第二部分：复杂曲面与五轴联动加工原理 本部分聚焦于实现高精度、高效率复杂零件制造的核心技术——多轴联动加工的运动学、动力学基础以及轨迹规划方法。 2.1 几何建模与误差分析 自由曲面表示： 详细介绍了NURBS（非均匀有理B样条）、T样条等数学工具在描述复杂机械零件几何特征中的应用，以及在CAD/CAM系统中的数据结构。 运动学正反解： 深入推导了五轴联动（如H/T、T/T、H/H等构型）机床的运动学方程组。强调了运动学解的唯一性、奇异点分析以及在加工路径规划中规避奇异区域的重要性。 误差补偿理论： 探讨了机床结构误差（如导轨的直线度、回转轴的同轴度）、安装误差和刀具长度误差的系统性识别与量化。介绍了基于激光跟踪仪和球杆仪的误差标定流程，以及后处理补偿算法在提升加工精度中的作用。 2.2 多轴加工路径规划与仿真 刀具轴向控制策略： 对比分析了面向工件表面的刀具路径（Workplane Strategy）和面向刀具的路径优化（Tool Orientation Optimization）。重点讨论了“恒定斜角控制”（Constant Inclination Angle Control）和“刀尖点追踪”（Tip Center Point Control）算法在保证切削状态稳定性和表面质量方面的差异。 Gudermannian 变换与五轴插补： 介绍了五轴联动的实时插补技术，特别是如何将三维空间中的线性或圆弧进给运动，分解为各个轴的同步运动量。分析了高频率插补对伺服系统响应速度的要求。 切削力预测与虚拟切削： 介绍了基于有限元分析（FEA）的切削过程模拟方法，用于预测复杂运动轨迹下的瞬时切削力变化、刀具磨损趋势，并指导路径优化以减少颤振（Chatter）。 --- 第三部分：精密测量与在线质量控制 本部分关注现代制造流程中，如何通过先进的计量手段实现对产品尺寸、形状和表面完整性的实时、高精度监控。 3.1 接触式与非接触式精密测量技术 三坐标测量机（CMM）原理： 详细阐述了CMM的结构误差模型、测头校准（Probe Qualification）流程以及对复杂曲面（如自由曲面、齿轮啮合面）的拟合算法。 光学测量系统： 介绍了激光共聚焦显微镜、白光干涉仪在微观形貌和粗糙度测量中的应用。重点分析了条纹图样的采集、解调技术以及对测量结果中环境噪声的抑制。 内尺寸与孔系测量： 探讨了在线电容式传感器、超声波探头在测量深孔、盲孔内部尺寸和形位公差的方法，以及这些数据如何反哺给加工环节进行闭环控制。 3.2 过程监测与智能反馈系统 切削振动与声发射监测： 分析了通过压电陶瓷传感器捕获的切削振动信号和声发射信号（AE）的时频特征，如何用于实时判断刀具磨损状态、刀具崩刃以及加工颤振的发生。 力/扭矩传感器集成： 讲解了在主轴或刀架上安装高精度六维力传感器，实时监测三向切削力。重点阐述了如何通过力信号的波动性来判定是否发生干涉或过载，并自动调整进给速率。 数据驱动的质量闭环： 介绍了将测量数据和过程监测数据集成到制造执行系统（MES）中的架构。论述了基于统计过程控制（SPC）和机器学习算法，对生产参数进行预测性调整（Predictive Control），以确保成品率和一致性。 --- 第四部分：工业机器人与自动化集成 本部分超越单一设备的范畴，探讨了如何构建高效、柔性的自动化生产线，实现人机协作与全流程优化。 4.1 工业机器人的运动控制与轨迹规划 机器人运动学与工作空间： 分析了串联和并联机器人的运动学模型，强调了机器人工作空间的有效利用率和避障规划。 离线编程与仿真： 介绍了基于数字孪生模型的机器人离线编程技术，特别是如何处理机器人到达极限位置时的冗余解问题。重点讨论了如何保证机器人轨迹的平滑过渡，以避免在换向时产生冲击。 4.2 柔性制造系统（FMS）的集成与调度 物料搬运与自动化上下料： 探讨了自动化上下料（Automated Material Handling, AMH）系统设计，包括自动换刀系统（ATC）、自动托盘交换系统（ATP）的设计规范和接口标准。 系统级调度与优化： 介绍了基于拉动式（Pull System）和推拉结合的制造资源调度方法。重点讨论了如何利用先进算法平衡不同工序的负荷，最小化在制品（WIP）库存和等待时间，从而提高整个生产单元的吞吐量（Throughput）。 本书结构严谨，理论与工程实践紧密结合，是理解和掌握现代精密制造技术体系的有力工具。

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这本书最让我感到“物超所值”的是它对“强化实训”这一概念的实际落地。它不像市面上很多基础教程，学完基础指令就戛然而止了。在这本书的后半部分，作者设计了一系列递进式的综合实战案例，从简单的外圆、端面加工，逐步过渡到凸轮或复杂螺旋槽的铣削与车削组合加工。每一个实战案例都附带了完整的工艺分析、刀具选择、切削参数的确定过程，以及最终的程序检验报告。这不仅仅是教你如何写代码，更是培养你成为一个“懂工艺”的编程人员。我特别喜欢书中关于“振动与表面粗糙度控制”的那一章，它将机床的刚性、切削液的选择和进给速度的微调这三个看似不相关的因素联系起来，提供了一个系统的优化思路，这对于追求高质量成品的工程师来说，是极其宝贵的经验。

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坦率地说，这本书的深度已经超越了我对一本“实训”教材的预期。它没有停留在仅仅教会你“能跑程序”的层面，而是着重提升读者的“优化能力”和“故障排查意识”。例如，在“机床常见故障与程序调试”这一章中，作者列举了十几种最常出现的报警代码，并针对性地给出了从硬件检查到软件参数修改的完整排查路径，这对于一线操作人员来说，简直是一本“现场急救手册”。更进一步，它还探讨了宏程序编程的基础应用，虽然只是入门级，但足以让有志于自动化和柔性制造的读者看到未来的发展方向。总而言之，这本书结构严谨，内容翔实，从零基础入门到具备独立解决复杂问题的能力，提供了一条非常清晰的学习路径，是一本值得在工作台边常备的工具书。

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这本书的实训部分，简直是为动手能力不强的朋友量身定做的“救星”。我特别关注了关于复杂曲面加工的那几个章节，原以为会是云里雾里的数学公式和难以想象的刀路，没想到作者竟然用流程图和大量的截图，将每一步操作都掰开了揉碎了讲。最让我惊喜的是，书中提供了一套模拟环境下的调试步骤，这对于避免在昂贵的机床上进行“试错”非常重要。我按照书中的步骤，在模拟软件里跑了一遍一个多阶梯孔的加工程序，发现只要严格按照书中的参数设置和进给速度控制，程序就能顺利运行，而且最终的尺寸精度也符合要求。这种将理论与实践紧密结合的编排方式，极大地增强了我对数控加工的信心，感觉这本书不仅仅是知识的传授，更像是一位经验丰富的老师傅在手把手地教你如何“干活”。

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这本书的封面设计挺有意思，采用了比较沉稳的蓝色调，配上一些机械图纸的线条元素，显得专业又不失现代感。我本来对手册类的书籍印象往往是枯燥乏味，但拿到这本《数控车床编程与强化实训》时，感觉还是挺踏实可靠的。作者在绪论部分就清晰地阐述了数控技术在现代制造中的地位，这对于一个初学者来说，是个很好的铺垫。随后内容过渡到G代码和M代码的基础讲解，讲解得非常细致，即便是对编程一窍不通的人也能大致理解这些指令的逻辑关系。我尤其欣赏的是，书中没有那种纯理论的堆砌，而是很早就引入了实际案例，比如如何设置工件坐标系，如何进行刀具补偿等，这些都是实际操作中立刻就能用到的技能点。说实话，光是这些基础知识的梳理，就已经比我之前在网上零散学到的系统多了，感觉这本书能为后续更复杂的加工任务打下坚实的基础。

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阅读体验上，这本书的排版确实下了功夫，字号适中，段落间的留白恰到好处，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。而且，它不像某些技术书籍那样，只顾着罗列代码和公式，对每条关键指令的“为什么”和“在什么情况下使用”都有深入的剖析。比如，在讲解循环指令（G81-G89）时，作者不仅给出了标准格式，还对比了不同循环在处理特定孔系时的效率差异，这体现了作者深厚的工程经验，而不是简单的教材搬运工。我注意到，书中对一些常见的编程陷阱，比如刀具长度负补偿的误用，或者在G01/G02/G03插补时的步进误差问题，都有专门的“注意事项”模块进行提醒，这些细节的把握，对于提高程序可靠性至关重要，避免了许多不必要的返工和停机。

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