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出版者:中国铁道出版社

作者:

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:1995-08

价格:11.20

装帧:平装

isbn号码:9787113010331

丛书系列:

图书标签:

• 非金属材料
• 材料科学
• 高分子材料
• 陶瓷材料
• 复合材料
• 材料工程
• 工程技术
• 化学工程
• 物理学
• 工业技术

机械设计与制造中的精密加工技术 书籍概述： 本书旨在深入探讨现代机械制造领域中至关重要的精密加工技术。随着工业对零件精度、表面质量和复杂几何形状要求的不断提高，传统加工方法已难以满足需求。本书系统梳理了从基础理论到前沿应用的各类精密加工技术，重点关注超精密加工、特种加工以及数字化、智能化制造集成。内容覆盖材料去除、材料塑性成形、表面改性等多个维度，为工程师、技术人员和相关专业学生提供了一部内容详实、实践指导性强的专业参考书。 第一章 机械加工精度与表面质量基础 本章首先界定了现代机械加工中“精密”与“超精密”的量化标准，详细阐述了影响最终加工精度的多因素耦合模型，包括机床误差源分析（热误差、误差补偿）、刀具磨损特性、夹持误差以及环境因素（如振动、湿度）的影响。同时，对表面完整性进行了深入剖析，不仅包括几何参数（如粗糙度、波纹度），更强调了微观结构和残余应力对零件服役性能（如疲劳寿命、耐腐蚀性）的关键作用。本章引入了先进的计量与检测技术，如激光干涉测量、原子力显微镜（AFM）在亚微米级表面形貌分析中的应用，为后续的工艺控制奠定理论基础。 第二章 高速与高效加工技术 高速切削（High-Speed Machining, HSM）是提高生产效率、改善切削性能的关键技术。本章详细解析了高速切削过程中的物理现象，特别是高速切削中发生的材料流变、切削力变化、积屑瘤的形成与脱落机制。重点讨论了高转速主轴系统的设计要点、刚性要求以及高频振动抑制技术。在刀具材料与几何形状方面，深入分析了PCD、CBN以及新型硬质合金在高速切削钛合金、高温合金等难加工材料中的性能表现。此外，本章还涵盖了高效螺纹、齿轮的特种加工方法，如高速滚削、高速剃齿等，强调了切削参数优化、冷却润滑技术的集成应用。 第三章 超精密加工技术：亚微米到纳米级实现 超精密加工是本书的核心内容之一。本章系统介绍了实现亚微米乃至纳米级加工精度的关键技术。 3.1 金刚石车削与铣削（Diamond Turning and Milling）： 详细阐述了金刚石刀具的制备技术（如化学气相沉积CVD金刚石），以及在非球面光学元件、硬盘磁头基座等精密光学及电子器件制造中的应用。讨论了刀具刃口微观结构对切削轨迹和表面形貌的直接影响。 3.2 精密磨削与超精磨： 区别于普通磨削，本节聚焦于高精度磨床的结构特性（如静压主轴、气浮导轨），以及超薄砂轮的使用。重点讲解了修整技术（如金刚石滚轮修整、电解修整）对磨削性能的控制，并探讨了在精密陶瓷、硬质合金表面实现低损伤磨削的工艺窗口。 3.3 精密研磨与抛光： 研磨抛光是获取镜面光洁度的最终手段。本章详细对比了传统的研磨剂-磨料体系（如氧化铝、二氧化硅）与新型化学机械抛光（CMP）技术在平面度和表面损伤控制方面的优劣。特别关注了在半导体制造和微机电系统（MEMS）中对纳米级平坦度的要求。 第四章 特种加工技术（Non-Conventional Machining, NCM） 面对材料性能的不断升级（如高硬度、高韧性、低导热性），特种加工技术因其非接触或微接触的特性，成为精密制造不可或缺的补充。 4.1 电火花加工（EDM）与线切割（WEDM）： 本章深入探讨了电火花加工的物理机制（等离子体、热效应），重点分析了脉冲参数（电流、电压、脉宽、休止时间）对加工速度、电极损耗和表面熔融层（MRR）形成的影响。在线切割部分，研究了多轴联动对复杂曲面加工的实现，以及在精密模具制造中的应用。 4.2 电化学加工（ECM）： 阐述了基于法拉第定律的材料去除原理，重点分析了电解液的流动特性、电流密度分布对加工精度和表面质量的影响。ECM在加工高强度合金叶片等要求无应力、无毛刺工件时的优势得到了详细论证。 4.3 激光加工技术： 涵盖了激光钻孔、激光熔覆、激光表面改性等。尤其细致分析了超快激光（皮秒、飞秒）在材料微纳结构加工、微通道制造中的优势，即通过“冷加工”机制有效抑制热影响区（HAZ）的形成。 第五章 增材制造（AM）中的精密成形与后处理 尽管增材制造是一种近净成形技术，但其固有的层状结构、孔隙率和残余应力，使得精密后处理成为保证最终零件性能的关键环节。 本章首先对比了金属粉末床熔融（如SLM/EBM）和定向能量沉积（DED）的成形机理。随后，聚焦于如何利用精密加工技术来解决增材制造带来的挑战： 1. 尺寸精度与形位公差校正： 采用五轴联动铣削、车削等手段，对增材制造的粗糙初始表面进行精加工，以达到设计图纸的几何要求。 2. 残余应力消除与晶粒细化： 研究了热等静压（HIP）与激光冲击强化技术在改善内部结构和提高疲劳性能方面的协同作用。 3. 表面完整性修复： 讨论了针对增材制造表面孔隙和未熔合区域，采用电化学抛光或微铣削技术进行定向修复的方法。 第六章 智能化、数字化与过程监测 现代精密加工正朝着高柔性、高可靠性的方向发展。本章探讨了如何将先进的传感技术和数据分析融入加工过程。 6.1 在线过程监测： 详细介绍了使用声发射（AE）、振动、力/扭矩传感器实时监测刀具磨损状态、切屑形态变化的方法。利用机器学习模型对实时数据进行分析，实现加工状态的智能诊断和自适应参数调整。 6.2 误差补偿与闭环控制： 探讨了如何利用激光跟踪仪、热成像系统对机床运动学误差和热漂移进行实时测量，并通过软件或硬件手段（如主动冷却、压电驱动补偿器）进行闭环补偿，以维持超精密加工的稳定性。 6.3 数字化孪生在精密加工中的应用： 介绍如何构建加工过程的数字化模型，通过仿真预测不同加工策略对最终零件精度和表面质量的影响，实现从设计到制造的全流程优化和远程监控。 总结： 本书内容全面，不仅涵盖了传统精密加工的理论深度，更紧密结合了当前工业4.0背景下的前沿技术和实际应用案例，旨在培养读者系统解决复杂精密制造问题的能力。

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我是一个在工程设计领域摸爬滚打多年的工程师，平时主要跟金属材料打交道，对非金属材料的了解一直停留在“必要时才查阅”的水平。所以，当我拿到这本《非金属材料》时，原本预期它会是一本晦涩难懂的专业参考书。出乎意料的是，这本书的编写视角非常“工程师友好”。它没有过多纠缠于基础物理化学的深奥推导，而是将重点放在了材料的宏观性能、加工工艺与最终的服役表现之间的逻辑链条上。比如，在讨论玻璃陶瓷的烧结过程时，它直接点明了不同烧结温度对材料的机械强度和热膨胀系数带来的决定性影响，并且附带了大量的实验数据图表作为支撑，这对于我们实际选材和工艺优化至关重要。更让我欣赏的是，它对高分子材料的讨论非常深入，特别是对热固性与热塑性树脂的性能差异分析，结合了它们在汽车零部件和电子封装中的实际应用案例，非常具有指导意义。这本书的排版清晰，图文并茂，很多关键参数表格的制作非常规范，可以直接作为工作中的快速检索工具。对于需要跨界了解材料特性的专业人士来说，这本书无疑提供了一个高效且实用的知识平台，它帮你快速搭建起非金属材料领域的专业知识体系。

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这本书简直是为我这种材料小白量身打造的！我之前对“非金属材料”这个概念只停留在初级的了解阶段，什么陶瓷、玻璃、高分子材料，听着都有些模糊。但这本书的结构安排得非常巧妙，它不是那种干巴巴的教科书，而是更像一位经验丰富的老教授在跟你娓娓道来。开篇就用非常生动直观的例子解释了非金属材料的本质特性，比如它们为什么导电性差但耐高温，这立马就抓住了我的注意力。尤其让我印象深刻的是它对晶体结构和无定形结构的对比分析，作者似乎有一种魔力，能把那些复杂的微观结构用最简单的语言描述出来，让我这个非科班出身的人也能迅速建立起清晰的认知框架。书中对于各种材料的分类和应用场景的描述也非常详尽，例如在航空航天领域，碳纤维增强复合材料是如何突破传统金属材料的局限性的，这种结合实际应用的讲解，让理论知识变得“活”了起来。读完前几章，我感觉自己对身边的许多日常用品——从手机屏幕到建筑玻璃——都有了全新的认识，不再是单纯地使用，而是开始思考它们背后的材料科学原理。总而言之，这是一本极佳的入门读物，既有深度又不失趣味性，强烈推荐给所有想系统了解非金属材料的初学者。

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老实说，我买这本书是冲着它的作者名气来的，本以为会是一本偏重理论前沿探索的专著，适合研究生以上级别阅读。然而，这本书的学术严谨性和对基础概念的梳理达到了一个非常微妙的平衡点。它在描述先进材料，比如纳米陶瓷和智能高分子时，丝毫不含糊，对新的合成方法和表征技术有着非常详尽的介绍，这对于科研工作者来说是极大的福音。但同时，它并没有忽略对经典材料——如水泥基材料、天然纤维——的深入探讨，对它们失效模式的分析细致入微，很多细节的处理连我这个研究领域相对较新的人都感到受益匪浅。这本书的行文风格带着一种冷静、客观的科学气质，逻辑链条紧密得如同数学证明。尤其在材料的“多尺度”结构分析部分，作者巧妙地整合了从原子尺度到宏观形貌的信息，构建了一个完整的性能预测模型，这体现了极高的学术造诣。对于希望深入科研领域，并希望建立起跨尺度材料理解框架的读者来说，这本书的价值无可替代，它提供了坚实的理论基石和前沿的视野。

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我是一位对“绿色材料”和可持续发展特别感兴趣的爱好者，我希望了解我们日常接触到的这些无机和有机材料究竟是如何影响地球环境的，以及未来材料的方向在哪里。这本书的后半部分，特别是关于生物基材料和可回收高分子的章节，完全击中我的兴趣点。它没有停留在描述这些材料的“好听的名字”，而是深入探讨了它们的生命周期评估（LCA），从原料获取、生产过程的能耗到最终的降解路径，都有翔实的对比和分析。例如，它对比了传统塑料与新型可降解聚合物在不同环境下的分解速率和残留物毒性，这种基于数据的批判性分析，远比那些泛泛而谈的环保宣传要来得实在。此外，书中对某些传统材料（如混凝土、玻璃）的“循环经济”潜力也有探讨，指出了通过改性或替代填料来实现减排的技术路径。这本书的视野非常开阔，它不仅告诉你材料是什么，更重要的是告诉你材料“应该是什么样子”——即更符合未来可持续发展需求的形态。它激励人去思考材料科学在解决全球性环境问题中的核心作用。

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这本书的叙事节奏感非常强，仿佛在引导我进行一场材料世界的“环球旅行”。每一章的切换都伴随着材料应用场景的巨大转变，从极热环境下的耐火材料，到深海高压下的复合材料，再到生物医学植入体的生物相容性材料，跨度极大却处理得游刃有余。我特别喜欢它在描述材料“缺陷与局限性”时的坦诚态度，很多材料的介绍都会伴随着一个清晰的“但是”——比如，虽然某种陶瓷硬度极高，但它的脆性限制了其在大冲击载荷下的应用。这种辩证的分析方法，避免了对任何单一材料的盲目崇拜，使读者能够形成更加全面和务实的材料观。行文的用词也颇具文采，尤其在描述那些极具挑战性的工程应用时，那种“材料在极限环境下如何挣扎与突破”的描写，读起来让人热血沸腾。它不仅仅是一本教材，更像是一部关于人类如何利用地球资源、挑战自然规律的材料发展史诗。对于希望拓展知识边界、培养材料思维的读者来说，这本书提供了无与伦比的广度和深度体验。

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