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出版者:第1版 (2004年1月1日)

作者:章泳健

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2004-8

价格:36.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302091011

丛书系列:

图书标签:

• Cimatron
• 模具设计
• 模具制造
• 数控加工
• 工业设计
• 机械工程
• CAD/CAM
• 模具工艺
• 塑料模具
• 金属模具

机械制造技术前沿与应用实践 本书深入探讨了现代机械制造领域的前沿技术、核心原理与实际应用，旨在为工程技术人员、设计工程师、制造专家以及相关专业的高校师生提供一本全面、深入且具有高度实践指导价值的参考书。 本书内容涵盖了从基础的材料科学到复杂的自动化制造系统，并特别关注了数字化制造、增材制造（3D打印）以及智能制造等热点领域的发展趋势与技术细节。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度和工程实用性之间取得最佳平衡。 第一部分：先进材料与制造基础 本部分着重于理解现代机械制造所需的基础材料特性及其加工基础。 第一章：工程材料的微观结构与宏观性能 详细阐述了金属、高分子、陶瓷及复合材料的晶体结构、缺陷控制及其对机械性能的影响。重点分析了材料在高温、高压、腐蚀环境下的失效机理，并介绍了新型轻量化合金（如高熵合金）和功能梯度材料在航空航天和汽车工业中的应用案例。材料的选择与优化设计是保障产品可靠性的首要环节。 第二章：切削加工原理与优化 本章深入解析了车削、铣削、钻削等传统减材制造工艺中的切削力学模型、热力学行为以及刀具磨损机制。详细对比了高速切削（HSC）、超高速切削（UHSC）的技术特点、机理优势与挑战。此外，对刀具材料、涂层技术（如DLC、TiAlN）的最新进展进行了系统介绍，并提供了提高加工精度和表面质量的实用参数选择指南。 第三章：特种加工技术探析 聚焦于传统机械加工难以实现或效率低下的加工方法。内容包括电火花加工（EDM）的放电机制与参数控制、电化学加工（ECM）的电流密度分布分析、激光加工（切割、熔覆、焊接）的能量耦合效应。尤其强调了微纳加工技术在精密光学器件和微电子封装中的应用，如微米级光栅的制备技术。 第二部分：数字化制造与仿真技术 本部分是全书的核心，阐述了如何利用信息技术和计算模型来驱动和优化制造过程，实现智能制造的基础。 第四章：计算机辅助制造（CAM）系统的架构与流程 详细介绍了现代CAM软件的模块化结构，包括几何建模、刀具路径生成算法（如二维轮廓加工、三维曲面粗切与精加工策略）及后处理器（Post-processor）的定制化开发。重点讨论了基于特征的制造（Feature-Based Manufacturing, FBM）如何简化编程过程，并阐述了如何集成AI算法优化复杂工件的加工序列。 第五章：有限元法在制造过程中的应用 本章深入讲解了使用有限元分析（FEA）模拟制造过程的理论基础，包括材料本构模型的选择、网格划分策略以及时间步进控制。范例分析涵盖了冷/热锻压力、冲压成形的残余应力预测、焊接残余变形的仿真。提供了如何通过仿真迭代改进模具设计和工艺参数，以降低试制成本和缩短开发周期的方法论。 第六章：工业机器人与自动化生产线集成 探讨了工业机器人在装配、焊接、搬运和检测中的应用。内容包括机器人的运动学（正/逆解）和动力学分析，轨迹规划算法（如RRT，PRM）的比较，以及人机协作（Cobots）的安全标准与编程范式。此外，还详细介绍了柔性制造系统（FMS）和集成化车间的构建原则与控制策略。 第三部分：增材制造（3D打印）技术深度解析 本部分专注于增材制造（AM）——这一颠覆性技术的原理、材料科学挑战及其工程应用。 第七章：增材制造技术分类与工作原理 系统梳理了主流的增材制造技术，包括基于粉末床熔融（PBF，如SLM/EBM）、定向能量沉积（DED）、材料喷射成形（Material Jetting）和粘结剂喷射（Binder Jetting）的物理化学过程。深入分析了每种工艺对原材料粉末的要求、成形过程中的温度梯度控制和气孔/缺陷的形成机制。 第八章：增材制造的工艺链与后处理 强调了增材制造不仅仅是“打印”，更是一个完整的工艺链。内容包括：设计优化（拓扑优化、点阵结构设计）、支撑结构设计与去除、以及关键的后处理技术。后处理技术是决定最终部件性能的关键，本章详细介绍了热等静压（HIP）、热处理、机械加工和表面精加工对致密度和疲劳性能的影响。 第九章：增材制造的质量控制与标准 针对增材制造件的内在不均匀性和各向异性，本章探讨了先进的无损检测（NDT）方法，如X射线计算机断层扫描（XCT）用于内部缺陷的定量分析。讨论了如何建立适用于AM部件的材料性能数据库，并介绍了国内外在航空航天、医疗植入物等高要求领域对AM部件的认证标准与规范。 第四部分：智能制造与工业物联网（IIoT） 本部分展望了制造业的未来，即如何通过数据驱动和连接性实现工厂的智能化升级。 第十章：制造过程的数据采集与分析 讲解了传感器技术（如光纤传感器、声发射传感器）在实时监测机床状态、加工过程中的应用。重点阐述了工业以太网、OPC UA等通信协议在设备间数据互联中的作用。引入了大数据分析在故障预测与健康管理（PHM）中的应用模型，如何提前识别主轴异常、刀具失效等关键事件。 第十章一：数字孪生（Digital Twin）在生命周期管理中的应用 深入剖析了数字孪生的概念框架、建模方法及与物理实体的映射关系。展示了数字孪生如何在产品设计验证、生产线调试优化（如瓶颈分析）、远程监控与工艺参数优化中发挥作用。讨论了构建高保真数字孪生所需的数据融合技术和实时仿真计算的需求。 第十二章：面向服务的制造（MaaS）与供应链优化 探讨了云计算和边缘计算在支撑制造业服务化转型中的角色。内容包括基于云平台的远程设备管理、柔性排程算法的优化，以及如何通过区块链技术增强高端制造供应链的透明度与安全性。本书最后总结了可持续制造的原则，包括能源效率优化和材料的循环利用策略。 --- 本书的特点： 1. 理论深度与工程实践的紧密结合： 每一技术章节均配有详细的工程案例分析，确保读者能将理论知识快速转化为实际操作能力。 2. 前沿技术覆盖全面： 系统性地涵盖了当前机械制造领域中最重要的技术分支，特别是增材制造与智能制造的集成应用。 3. 结构化学习路径： 从材料基础到过程控制，再到系统智能化，循序渐进，适合不同层次的专业人士学习和参考。 本书是理解和掌握未来先进制造技术的必备工具书。

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