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出版者:Springer

作者:Tony L. Schmitz

出品人:

页数:330

译者:

出版时间:2008-12-2

价格:USD 148.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387096445

丛书系列:

图书标签:

• haoshu
• 机械加工
• 动力学
• 振动
• 稳定性
• 切削力
• 加工精度
• 模态分析
• 有限元
• 优化
• 控制

好的，这是一份关于《制造工艺与优化》的图书简介，字数约1500字，旨在详细介绍其核心内容，且不包含《Machining Dynamics》中的任何信息。 --- 《制造工艺与优化：从基础理论到智能制造实践》 图书简介 在当今以高精度、高效率和可持续发展为核心的现代制造业格局中，制造工艺的选择、设计与优化已成为决定产品质量与企业竞争力的关键因素。本书《制造工艺与优化：从基础理论到智能制造实践》，旨在为读者提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系，覆盖从材料本构关系理解到先进制造系统集成应用的完整链条。本书特别强调理论与工程实践的紧密结合，旨在培养具备系统思维和解决复杂制造问题的专业人才。 第一部分：制造基础理论与材料行为 本书开篇聚焦于制造过程中的核心基础——材料的物理与力学行为。理解材料在加工过程中的响应是实现精确控制的前提。 1. 材料本构关系与微观结构演变： 详细阐述了金属、陶瓷及高分子材料在高温、高应变率下的流变学特性。内容涵盖了经典的屈服准则（如Von Mises、Tresca）的适用性拓展，并深入探讨了晶体塑性理论在描述微观加工过程中的潜力。特别关注了加工硬化、动态软化以及相变对材料最终性能的影响机制。 2. 制造过程中的热力学与传热学： 分析了切削、成形、连接等加工过程中能量的转化与耗散。重点剖析了热源的形成机制、热量在工件、刀具和切屑中的瞬态分布，以及由此引发的热弹性变形和残余应力问题。通过建立精确的传热模型，为温度控制策略的制定提供理论支撑。 3. 表面完整性与残余应力： 探讨了制造工艺如何直接塑造材料表面微观形貌和内部残余应力状态。内容涵盖了表面粗糙度的量化描述、疲劳寿命与表面质量的关联性分析，以及通过热处理或表面强化技术（如喷丸、激光冲击）对残余应力场的调控方法。 第二部分：传统与增材制造工艺详解 本部分系统地梳理了主要的材料去除、塑性成形和连接技术，并引入了新兴的增材制造技术，构建了多维度的制造工艺图谱。 1. 切削加工的深度解析： 详细介绍了车削、铣削、钻削等经典切削工艺的几何、运动学和动力学原理。重点分析了刀具与工件之间的摩擦、磨损机理，以及切削力的精确预测模型。此外，对于难加工材料（如高温合金、复合材料）的切削特点和专用刀具设计进行了专门论述。 2. 塑性成形工艺的力学分析： 涵盖了锻造、轧制、冲压和深拉伸等塑性加工过程。通过有限元模拟方法，分析了材料在复杂应力状态下的流动规律，研究了模具设计、润滑体系对成形缺陷（如裂纹、折叠）的控制作用。 3. 现代连接技术与连接质量： 侧重于熔焊（如TIG、MIG/MAG）和固相连接（如搅拌摩擦焊）的冶金过程和热影响区（HAZ）的微观结构变化。探讨了连接过程中的残余应力和变形控制，以及无损检测技术在确保连接完整性中的应用。 4. 增材制造（AM）的工艺原理与挑战： 深入介绍选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术的工作流程。分析了粉末床的铺展、熔池的凝固动力学，以及由此产生的层间结合强度、孔隙率控制等关键质量控制点。 第三部分：制造过程的仿真、监测与控制 现代制造的显著特征在于其高度依赖数字化手段进行过程的预测、实时反馈与闭环控制。本部分聚焦于实现“智能”制造的技术核心。 1. 有限元法（FEM）在制造模拟中的应用： 详细介绍了如何构建准确的材料模型和接触模型，用于模拟切削、冲压和铸造过程的瞬态行为。内容包括网格划分策略、边界条件设置，以及如何从仿真结果中提取工艺参数优化方向。 2. 在线监测与过程感知技术： 探讨了用于实时捕获制造过程信息的传感器技术，包括力/扭矩传感器、声发射（AE）技术、红外热成像以及高频振动分析。阐述了如何利用这些数据对刀具磨损、裂纹萌生和加工状态进行有效识别。 3. 过程优化与人工智能方法： 本章是本书的亮点之一，探讨了如何将优化算法与制造知识相结合。涵盖了传统的响应面法（RSM）和实验设计（DoE）在工艺参数寻优中的应用。更进一步，引入了机器学习（ML）和深度学习（DL）模型，用于预测复杂工艺输出（如表面粗糙度、尺寸精度），实现基于数据的智能工艺规划和质量预测。 第四部分：制造系统的集成与可持续性 本书的最后部分将视野从单一工艺扩展到整个制造系统的集成化管理，并探讨了面向未来的可持续制造要求。 1. 柔性制造系统（FMS）与自动化： 讨论了数控（NC）编程、机器人集成、自动化上下料系统在提高生产线柔性方面的作用。重点分析了系统集成中的数据通信标准与互操作性挑战。 2. 刀具与夹具设计优化： 深入研究了刀具几何形状的优化设计原则，以适应不同材料和加工模式。同时，介绍了模块化夹具系统和自适应夹紧技术，用以保证在不同工件尺寸下的稳定定位精度。 3. 可持续制造与绿色工艺： 强调了环境责任在现代制造中的重要性。内容包括最小润滑（MQL）和干式加工技术在减少切削液消耗方面的潜力，以及面向循环经济的制造过程设计——如何最小化废料产生和能源消耗，提升材料利用率。 目标读者 本书适用于机械工程、材料科学、制造工程、工业工程等专业的本科高年级学生、研究生，以及在制造业中从事工艺开发、质量控制和设备维护的工程师和技术人员。通过系统学习，读者将能够熟练掌握现代制造工艺的设计、分析和优化工具，为推动高端装备制造和智能工厂建设打下坚实的基础。

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说实话，在拿到《Machining Dynamics》之前，我对“机械加工动力学”这个概念的理解还比较模糊，总觉得它离实际操作有些遥远。但是，翻开它之后，我被书中那种循序渐进的讲解方式所吸引。虽然我还没有完全读懂所有内容，但我能感觉到作者试图将抽象的物理原理与具体的加工实践联系起来。我尤其感兴趣的是书中是否会深入探讨材料去除的微观机制，以及这些微观过程是如何累积并影响宏观加工结果的。例如，在高速切削中，材料是否会发生塑性变形、断裂，以及这些过程的动力学特性。我还好奇书中是否会介绍一些现代化的监测技术，如声发射、力传感器等，来实时捕捉加工过程中的动态信息，并如何利用这些信息来优化加工参数。如果它能提供关于如何提高加工效率、降低能耗的洞察，那对我来说将是极大的帮助。

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这本《Machining Dynamics》的封面设计真是令人眼前一亮，金属质感的光泽配上深邃的蓝色背景，仿佛预示着书中内容将深入到机械加工的精髓。我是在一个偶然的机会下翻到它的，虽然对这个领域并不是完全陌生，但封面上“Dynamics”这个词，立刻勾起了我的好奇心。我猜想，这本书应该不仅仅是机械加工的原理介绍，更可能是在探讨加工过程中的动态变化、能量传递以及那些肉眼看不见的forces at play。我期待它能带我领略切削过程中刀具与工件之间的复杂互动，比如切削力的波动、振动的产生与抑制，甚至可能涉及到材料在高速切削下的微观形变。想象一下，通过书中的图解和案例，能够清晰地看到切削区域能量如何转化为热量和形变，这绝对是一种智力上的享受。我尤其对书中是否会涉及先进的加工技术，例如五轴联动、超精密加工，或是关于刀具磨损的动态监测和预测，抱有极大的兴趣。如果它能将理论与实际的工程应用紧密结合，那将是我今年读到的最值得投资的一本技术书籍。

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《Machining Dynamics》这本书的装帧设计非常厚重，传递出一种专业和深入的感觉。我之所以对它产生兴趣，是因为我近期在工作中遇到了一些加工精度上的瓶颈，而我总觉得问题的根源可能在于对切削过程中“动态”环节的理解不够透彻。我希望这本书能够帮助我理解，为什么同样的加工参数，在不同的时间、不同的刀具状态下，加工出的零件会有差异。它是否能够解释那些看似随机的振动是如何产生的，又如何影响到加工质量？我非常期待书中能够提供一些实用的诊断和解决问题的思路，比如如何通过分析切削力信号来判断刀具磨损情况，或者如何通过调整进给率和主轴转速来避免共振导致的表面缺陷。如果这本书能把我从“经验主义”的加工模式中解放出来，让我能够用更科学、更动态的视角去理解和控制加工过程，那它就绝对是一本价值连城的宝典。

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初次接触《Machining Dynamics》，我被它那种严谨而又充满探索精神的学术氛围所吸引。虽然我还没有深入翻阅，但从目录的结构和章节标题的措辞来看，这本书似乎在试图构建一个关于机械加工动力学的完整理论框架。我非常期待它能详细阐述各种加工方式（如车削、铣削、磨削）在动力学层面的独特性，以及它们如何受到切削参数、刀具几何形状、材料特性等多种因素的影响。尤其是“Dynamics”这个核心概念，我猜想它会从更深层次的物理原理出发，去解释切削过程中的各种现象，而不是停留在表面描述。比如，关于切削过程中产生的应力、应变，以及这些动态变化的累积效应。我设想着书中可能会有详细的数学模型和仿真分析，用来预测加工过程的稳定性，甚至指导我们如何通过优化参数来提高加工精度和表面质量。对于我这样一个对机械加工理论有较高追求的读者来说，如果这本书能够提供一些前沿的研究成果，或者对现有理论进行创新性的解读，那将是莫大的惊喜。

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《Machining Dynamics》这本书的书脊设计简洁大方，让我一眼就觉得它是一本专注于技术细节的作品。我是一名在机械制造领域工作多年的工程师，一直在寻找能够帮助我更深入理解切削过程“力学”和“动力学”之间关系的读物。我期待这本书能够提供一些关于切削过程中能量传递和转化的详细分析，比如切削热是如何产生的，以及它对刀具寿命和工件精度的影响。我更希望书中能够对切削振动有一个系统的讲解，包括不同类型的振动，它们产生的机理，以及如何有效地抑制它们。如果书中能够提供一些量化的分析方法，或者案例研究，来指导我们如何进行动力学设计，从而实现更稳定、更高效的加工，那将是我梦寐以求的。我猜测这本书会涉及一些高级的仿真软件的应用，或者对一些复杂的数学模型进行深入的剖析，这对我来说既是挑战，也是学习的机会。

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