具体描述
《MasterCA造型与仿真加工项目范例》采用目前使用较为广泛的CAD/CAM软件MasterCAM作为对象，以项目范例为载体，介绍了MasterCAM的CAD和CAM功能的使用。全书共分5章，通过棘轮，挂轮架二维线框，三通管、吹风机线框曲面造型，连杆、活塞实体造型，模板二维加工、五角星曲面、摩擦圆盘压铸模腔实体建模与加工仿真等19个项日范例，分别介绍了MasterCAM二维绘图、三维线框曲面造型，实体造型、二维加工和曲面加工。
《MasterCAM 造型与仿真加工项目范例》可作为CAD/CAM课程专业教材，特别适用于MasterCAM软件的初、中级用户，各大中专院校机械、模具、数控、机电及相关专业的师生教学、培训和自学使用，也可作为相关工程技术人员的参考用书。
《现代制造技术与创新应用》内容概要 本书旨在全面系统地介绍现代制造领域的前沿技术、核心原理以及在实际工程中的创新应用。全书内容紧密围绕“数字化、智能化、绿色化”的发展趋势，构建了一个从基础理论到高级应用的知识体系，特别注重理论与实践的深度融合，旨在培养读者解决复杂制造问题的能力。 第一部分：先进制造基础理论与数字化转型 本部分聚焦于现代制造业的基石性理论和当前正在经历的数字化变革。 第一章：现代制造系统概论 本章首先界定了现代制造系统的内涵与外延，将其置于全球产业链重塑的宏观背景下进行分析。详细阐述了敏捷制造、柔性制造和智能制造三大主流制造范式的主要特征、技术支撑体系及其相互关系。内容涵盖了制造系统建模与仿真方法，重点介绍了离散事件仿真（DES）和基于主体的建模（ABM）在优化生产流程中的应用潜力。同时，深入探讨了制造企业在实现数字化转型过程中所面临的挑战，包括数据孤岛、技术整合难度以及人才结构性短缺等问题。 第二章：工业数据科学与制造信息集成 本章是连接物理世界与信息世界的桥梁。它系统介绍了工业物联网（IIoT）的架构、关键技术（如传感器网络、边缘计算）及其在采集生产实时数据方面的作用。核心内容在于工业数据的生命周期管理，包括数据的获取、清洗、存储（云端与本地混合架构）和分析。特别辟出专章讲解了如何运用统计过程控制（SPC）结合机器学习模型（如时间序列预测、异常检测算法）来提升产品质量的预测性和过程的稳定性。此外，还详细阐述了制造执行系统（MES）、企业资源计划（ERP）以及产品全生命周期管理（PLM）系统之间的数据交互标准与集成策略，强调数据驱动决策在优化排产、物料流转中的关键作用。 第二章习题与案例分析： 选取一家中型机械加工车间，通过采集其CNC机床的运行日志和能耗数据，构建一个简易的预测性维护（PdM）模型框架，并讨论数据安全和隐私保护的工程实践。 第二部分：增材制造（3D打印）技术深度解析 本部分是关于增材制造技术的专业化阐述，从材料科学到工艺控制，力求全面覆盖该领域的核心知识点。 第三章：增材制造材料科学与工艺选择 本章从材料学视角出发，详细分类介绍了可用于增材制造的主流材料体系，包括金属粉末（如钛合金、镍基高温合金）、高分子材料（如工程塑料、光敏树脂）以及陶瓷材料。针对每类材料，深入分析了其粉末/液态状态的特性与最终成形部件的微观结构、力学性能之间的内在联系。重点对比了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、熔融沉积成型（FDM）和立体光刻（SLA）等主流工艺的优缺点、适用几何复杂度和表面质量的差异。 第四章：增材制造工艺优化与质量控制 本章聚焦于如何通过精确控制工艺参数来确保最终零件的可靠性。详细讲解了激光功率、扫描速度、层厚、扫描策略（如填充密度和边界处理）对孔隙率、残余应力和各向异性的影响机制。引入了过程监控技术，如原位（In-situ）光谱分析和热成像技术，用于实时捕获熔池状态和温度分布。讨论了增材制造后处理技术，如热等静压（HIP）、热处理和表面精加工（如机械研磨、电化学抛光）对提高零件疲劳强度和尺寸精度的必要性与方法。 第四章习题与案例分析： 针对航空发动机叶片设计，讨论如何选择合适的增材制造工艺路线，并设计一套针对高孔隙率缺陷的激光参数优化实验方案。 第三部分：先进切削加工与刀具技术 本部分回归到减材制造领域，侧重于高速、精密加工的理论基础和前沿刀具应用。 第五章：高速与超精密切削的物理基础 本章深入探讨了切削过程中热、力、摩擦的耦合效应。详细分析了高速切削时切屑形态的变化、剪切带的物理特征以及刀具磨损机理（如扩散磨损、粘着磨损）。引入了切削力预测模型，特别是考虑了切削速度、进给量与材料声子行为对切削力的动态影响。着重介绍了“少芯片”加工、高稀土材料加工中的颤振抑制技术及润滑冷却技术的新进展，例如采用微量润滑（MQL）和流体射流冷却在保证刀具寿命的同时，减少环境污染。 第六章：复杂结构件的精密加工策略与刀具设计 本章关注于高附加值复杂零件的加工解决方案。详细阐述了五轴联动加工的运动学原理、误差补偿方法和后处理中的碰撞检测技术。针对模具、医疗植入物等行业对表面完整性的严苛要求，本章深入研究了超精密车削和铣削的颤振控制方法，包括主动隔振和阻尼刀柄的应用。刀具设计方面，重点分析了陶瓷刀片、PCD/CBN刀具的几何参数优化，以及微纳结构表面刀具的制备技术，以实现对特定材料的超低表面粗糙度加工。 第六章习题与案例分析： 针对一个具有复杂曲面的钛合金医疗支架，设计一个基于五轴联动的加工路径，并对比分析不同冷却方式对表面质量的影响。 第四部分：智能制造中的人机协作与虚拟现实集成 本部分面向未来工厂的运行模式，探讨了人机交互与虚拟环境在制造流程中的赋能作用。 第七章：面向生产线的机器人技术与人机协作 本章系统介绍了工业机器人在自动化生产线中的应用场景，包括码垛、焊接、装配和质量检测。重点讲解了机器人运动学（正、逆解）的编程基础，以及力控和视觉伺服技术在提高装配精度中的应用。本章最核心的内容在于“安全人机协作”（Cobots）的设计理念和实现路径，包括安全区域划分、力矩/力反馈控制的安全机制，以及如何通过上下文感知技术，使机器人能够理解操作员的意图并进行主动配合。 第八章：虚拟现实（VR）与数字孪生（Digital Twin）在制造中的应用 本章阐述了沉浸式技术如何提升工程师的工作效率和决策质量。详细介绍了VR/AR技术在复杂设备维修指导、装配流程预演和人机工程学分析中的具体实现方法。随后，深入剖析了数字孪生模型的构建流程，涵盖了物理模型、运行数据模型和行为模型的集成。通过案例说明，数字孪生如何实现对生产线效率的实时优化、故障预警和“What-if”情景模拟，从而实现对物理实体资产的闭环控制和优化。 第八章习题与案例分析： 结合某装配工位，设计一个基于AR技术的维修指导系统原型框架，并探讨如何将该系统的操作反馈数据映射回数字孪生模型中进行效益评估。 本书力求通过上述八个章节的系统论述，为读者提供一个涵盖现代制造全链条、注重创新技术应用的综合学习资源。本书的编写风格注重逻辑的严密性和工程的实用性，避免了纯粹的理论推导和过度专业化的软件操作描述，确保内容对工业界从业人员和高年级工程学生都具有显著的指导价值。
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