机械制造工艺基础课教学参考书

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出版者:第1版 (2001年1月1日)
作者:陈海魁编
出品人:
页数:211 页
译者:
出版时间:2001年1月1日
价格:11.0
装帧:平装
isbn号码:9787504530851
丛书系列:
图书标签:
  • 11
  • 机械制造
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具体描述

《现代制造技术与工程实践》 本书旨在为读者深入剖析现代制造领域的核心理论与前沿技术,并结合大量实际工程案例,帮助读者构建扎实的理论基础和卓越的实践能力。我们聚焦于机械制造领域不断演进的趋势,从材料科学的最新进展,到精密加工、智能制造、以及先进装配技术的深度解读,力求全面覆盖当前制造业的关键要素。 核心内容板块: 第一部分:现代制造材料与性能 本部分将深入探讨支撑现代机械制造的各类关键材料。我们将从基础的金属材料(如高强度钢、铝合金、钛合金、镁合金等)的微观结构、相变、力学性能及热处理工艺入手,详细解析它们在不同制造环境下的表现。同时,我们会广泛介绍工程塑料、复合材料(如碳纤维增强聚合物、陶瓷基复合材料)等非金属材料的独特性能、成型方法及其在轻量化、高性能设计中的应用。此外,本书还将触及先进功能材料,如形状记忆合金、智能材料等,探讨其在未来制造中的潜力。我们将重点关注材料与工艺的匹配关系,例如特定加工方法对材料性能的影响,以及如何通过材料选择与优化来提升制品的整体性能。 第二部分:精密加工技术与装备 精度是现代制造业的生命线。本部分将详细介绍各类精密加工技术的原理、工艺特点、应用领域及发展趋势。 切削加工: 从传统的车削、铣削、钻削、镗削到现代的磨削、抛削、珩磨、超精密车削、金刚石车削等,我们将深入分析刀具材料、几何参数、切削用量对加工精度、表面质量和效率的影响。同时,会重点介绍数控(CNC)加工技术,包括G代码、M代码的编程基础,三轴、四轴、五轴联动加工的原理与应用,以及加工中心(MC)的操作与维护。 非传统加工技术: 针对传统切削难以加工的硬质材料、薄壁件或复杂曲面,我们将详细介绍电火花加工(EDM)、电解加工(ECM)、激光加工(LP)、等离子弧加工(PAC)、水射流加工(WJP)等技术。我们将剖析其工作原理、工艺参数对加工精度的控制,以及在航空航天、模具制造等高端领域的应用。 超精密制造与纳米制造: 随着科技的发展,对加工精度的要求已进入微米甚至纳米级别。本部分将介绍超精密光学元件制造、微机电系统(MEMS)制造、纳米压印(NIL)等前沿技术,探讨其装备、工艺方法和测量手段。 第三部分:增材制造(3D打印)与智能制造 增材制造,即3D打印,正以前所未有的方式改变着产品设计与制造模式。本部分将全面介绍当前主流的增材制造技术,包括: 熔融沉积成型(FDM): 原理、材料、应用及设计考量。 选择性激光烧结/熔化(SLS/SLM): 金属和聚合物打印技术,重点关注工艺参数优化、后处理及性能评估。 光固化成型(SLA/DLP): 高精度、高表面质量的制造方法。 材料喷射与粘结剂喷射: 多材料打印与全彩打印技术。 我们将深入探讨增材制造在原型制作、小批量定制、复杂结构制造(如航空发动机叶片、医疗植入物)中的优势,以及面临的挑战(如精度、材料性能、规模化生产)。 在此基础上,本书将聚焦于智能制造的核心理念与实践。我们将阐述工业4.0、中国制造2025等战略背景下,智能制造的关键组成部分,包括: 物联网(IoT)在制造中的应用: 传感器技术、数据采集与传输、设备互联。 大数据分析与人工智能(AI): 预测性维护、工艺参数优化、质量检测自动化、生产流程智能化调度。 机器人技术与自动化: 工业机器人、协作机器人、AGV(自动导引车)在生产线上的应用,机器人路径规划与编程。 数字孪生(Digital Twin): 物理实体与其数字模型的映射,用于模拟、优化和监控。 信息物理系统(CPS): 整合计算、网络和物理过程,实现制造流程的端到端智能管理。 第四部分:先进装配与质量控制 产品的功能实现离不开精确可靠的装配。本部分将: 探讨各类装配工艺: 如螺纹连接、铆接、焊接(包括激光焊、电阻焊、弧焊等)、粘接、过盈配合等,分析其优缺点及适用范围。 介绍自动化装配技术: 自动化装配线的设计、机器人辅助装配、柔性制造系统(FMS)中的装配环节。 详述测量与质量控制: 涵盖尺寸测量(如三坐标测量机CMM、光学测量仪)、表面粗糙度测量、形位公差测量、材料性能检测(如硬度、拉伸试验)、无损检测(NDT)等方法。我们将强调质量管理体系(如ISO 9000系列)在现代制造中的重要性,以及过程质量控制(SPC)的应用。 第五部分:工程案例分析与前沿展望 本书将穿插大量精选的工程案例,涵盖航空航天、汽车制造、电子信息、医疗器械、能源装备等多个行业。这些案例将生动地展示上述制造技术的实际应用,帮助读者理解理论知识如何转化为解决实际工程问题的方案。例如,某款高性能发动机叶片的复杂加工工艺,某型汽车轻量化设计中的材料选择与连接技术,某精密医疗器械的微纳加工与装配流程等。 最后,本书将对未来制造技术的发展趋势进行展望,包括绿色制造、可持续制造、个性化定制、人机协同等,鼓励读者持续学习,紧跟行业发展脉搏。 通过对本书的学习,读者将能够深入理解现代机械制造的复杂性与创新性,掌握解决实际制造工程问题的基本方法和工具,为成为一名优秀的制造工程师奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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作为一名对机械制造毫无基础的读者,我发现这本书最大的优点在于它的“循序渐进”和“由浅入深”。它不是直接扔给你一堆技术参数,而是从最基本的物理原理出发,解释为什么某些工艺是必须的。例如,在讲解金属切削时,它会先从摩擦和磨损的原理开始,然后讲解刀具材料为何需要高硬度、高耐磨性,以及切削液的作用。它还通过大量的示意图,清晰地展示了切削过程中刀具与工件之间的相对运动和能量转化。让我特别惊喜的是,书中对“表面粗糙度”的讲解。我之前一直认为表面越光滑越好,但这本书告诉我,不同的零件、不同的工作环境,对表面粗糙度的要求是不同的,过度的抛光反而会降低零件的耐磨性或影响润滑。它详细解释了如何控制加工参数来获得特定的表面粗糙度,并且列举了各种表面处理工艺,比如电镀、阳极氧化、喷涂等,让我看到了产品的“面子工程”也是一门大学问。书中还涉及到了非切削加工,比如冲压、焊接、铆接等,并对这些工艺的优缺点、适用范围进行了详细的对比分析,让我对各种连接方式有了更全面的了解。

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这本书的“图文并茂”的设计让我觉得非常舒服。它不仅仅是文字的描述,更辅以大量的精美插图、流程图和实物照片。例如,在介绍“金属切削加工”时,它会提供不同刀具的几何形状、切削过程的示意图,以及加工后的工件表面形貌。在讲解“铸造工艺”时,它会展示熔炼过程、浇注过程、冷却过程以及铸件的清理过程。让我觉得特别受用的是,书中对于“夹具设计”的讲解,它会提供各种不同类型的夹具,比如定位夹具、夹紧夹具、承载夹具,并且会详细说明它们的结构和工作原理。此外,书中还涉及到了“表面处理工艺”,比如电镀、喷砂、抛光等,并且会展示处理前后的对比效果。它还专门讲解了“量具和量仪”的使用方法,比如卡尺、千分尺、百分表、内径百分表等,以及如何正确读取测量数据。

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这本书对“工艺规程”的讲解可谓是“面面俱到”。我之前以为工艺规程就是简单地列出几个加工步骤,但这本书让我明白,这背后牵扯到非常多的细节。它会从零件图出发,一步步教你如何选择合适的原材料、确定加工顺序、选择切削刀具和参数、设计夹具、编写操作规程,甚至还包括了质量检验的标准和方法。让我印象深刻的是,书中对于“返工”和“报废”的处理也进行了详细的说明,以及如何通过分析原因来避免类似问题的再次发生。它还专门讲解了“刀具磨损”和“刀具寿命”的概念,以及如何通过合理的刀具选择和使用来降低生产成本。此外,书中还涉及到了“表面质量控制”的内容,比如如何通过抛光、珩磨、研磨等精加工方法来提高零件的表面光洁度和精度,以及如何对零件进行热处理以改善其机械性能。它还详细介绍了各种检测仪器和方法,比如硬度计、金相显微镜、表面粗糙度仪等,以及如何通过这些检测来保证产品的质量。

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这本《机械制造工艺基础课教学参考书》可以说是为我这种完全的门外汉量身定做的“入门秘籍”。我一直觉得机械制造离我很遥远,像是一个充满精密仪器和晦涩术语的神秘领域。然而,翻开这本书,我惊喜地发现,它并没有直接抛出那些令人望而生畏的概念,而是从最基础、最生活化的角度切入。例如,它会先讲解为什么我们需要各种各样的制造方法,比如为什么不能像捏泥巴一样随意塑造金属?然后,它会用生动的比喻解释切削加工的原理,可能将刀具比作“金属的雕刻师”,将工件比作“待雕琢的璞玉”,非常形象。书中对于金属材料的性能分析也做得相当到位,不仅仅是罗列一堆数据,而是通过讲解不同材料在受力、受热、变形时的表现,让我理解为什么飞机翼片要用铝合金,而发动机零件却要用高温合金。更让我觉得贴心的是,它在介绍每一个工艺方法时,都会配上大量的流程图和实物照片,让我能够清晰地看到从原材料到最终产品的整个过程,比如车削、铣削、钻削等等,每一种加工方法都有其独特的“手术刀”,针对不同的“病症”工件。它还花了很大篇幅来讲解装配工艺,从最简单的螺丝螺母的拧紧顺序,到复杂机械设备的整体组装,都给出了详尽的指导。这本书让我第一次真正感受到,原来制造一件产品,背后有如此多的学问和智慧,它不仅仅是简单的“组装”或“加工”,而是一门精密的科学。

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这本书的叙述方式简直是“化繁为简”的大师级作品。我一直以为机械制造工艺会充斥着各种公式、图表和专业术语,读起来肯定枯燥乏味。但事实完全不是这样。作者似乎非常懂得如何与读者建立连接,它会先提出一些看似简单的问题,比如“为什么一把锤子比用手拍打东西更有效?”、“为什么螺丝刀的设计就是那个样子?”。通过这些贴近生活的问题,逐步引出关于工具、材料和加工方式的原理。例如,在讲解热加工时,它并没有一开始就介绍各种炉温和冷却速率,而是先从“把金属加热到软化,然后塑形”这个最直观的概念说起,再慢慢过渡到锻造、铸造等工艺。书中对于公差和配合的讲解更是让我眼前一亮,我一直以为“尺寸精确”就是一切,但这本书让我明白,在实际制造中,过度追求绝对精确反而会增加成本和难度,懂得“允许的偏差”才是关键。它用了很多实际的例子来解释“配合”,比如轴和孔之间的配合,它会详细说明“过盈配合”、“间隙配合”和“过渡配合”各自的特点以及适用的场合,甚至还会讲解如何通过改变材料的硬度或者加工精度来达到理想的配合效果。整本书读下来,我感觉自己像是在跟着一位经验丰富的老师傅学习,他不仅仅传授技术,更传递一种对工艺的理解和思考方式。

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这本书最大的优点在于它能够将复杂的机械制造原理,用非常直观、形象的方式呈现出来。它不仅仅是文字和图表的堆砌,而是通过大量的“为什么”和“怎么办”,引导读者去思考和理解。例如,在讲解“热处理”时,它不会直接抛出淬火、回火、退火这些术语,而是先从金属的晶体结构变化讲起,解释为什么加热和冷却的速率会影响金属的硬度和韧性。然后,它会通过一个具体的例子,比如一把菜刀的制造过程,来解释为什么需要淬火和回火,以及它们各自的作用。它还花了很大的篇幅来讲解“公差与配合”,我之前一直以为公差就是允许的误差范围,但这本书让我明白,公差的设计是围绕着功能要求和经济性来展开的。它会详细介绍各种配合的类型,比如过盈配合、间隙配合和过渡配合,以及它们各自的应用场景。书中还涉及到“装配工艺”,从最简单的螺栓连接,到复杂的轴承安装,都给出了非常详细的步骤和注意事项。

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这本书的知识体系构建得非常完整,让我在短时间内对机械制造工艺有了“全景式”的认识。它并没有拘泥于某个单一的加工方法,而是全面地介绍了从原材料选择、零件设计、工艺规程制定,到最终的检验和装配的整个链条。让我印象深刻的是,它在讲解零件设计与制造工艺之间的关系时,花了相当多的篇幅。它强调了“可制造性设计”的重要性,也就是在设计阶段就应该考虑零件的加工难易程度、成本以及生产效率。例如,书中会举例说明,为什么有些复杂的零件会使用组合加工或者分步加工,而不是一次性完成,这背后牵扯到刀具的排布、加工中心的运动轨迹等等。它还详细地讲解了数控加工技术,包括数控机床的组成、数控编程的基本原理以及加工中心的优势。通过这些介绍,我才意识到,现代机械制造已经高度自动化和智能化,数控技术是其中的核心。此外,书中对于测量和检验的重视程度也让我觉得非常专业。它不仅仅是介绍卡尺、千分尺这些常用测量工具的使用方法,更讲解了三坐标测量机、影像测量仪等先进测量设备的应用,以及如何进行过程检验和最终产品检验。

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这本书的“案例分析”部分是我最喜欢的部分。它并没有停留在理论的讲解,而是通过大量的实际生产案例,将理论知识具象化。例如,在介绍“工装夹具设计”时,它会展示一个具体的零件,然后一步步分析为了保证加工精度和效率,需要设计什么样的夹具,夹具的定位方式、夹紧方式有哪些,以及如何保证夹具的刚性和可靠性。这些案例往往都非常详细,从零件的图纸开始,到夹具的设计图,再到实际加工过程中的问题和解决方案,都交代得清清楚楚。它还涉及到“工艺优化”的内容,通过对比几种不同的加工方案,分析哪种方案的成本更低、效率更高、产品质量更好,并且会指出优化过程中的关键技术和注意事项。让我觉得非常有启发性的是,书中还讨论了“绿色制造”和“智能制造”的理念,虽然篇幅不多,但足以让我感受到机械制造行业正在发生的变革。例如,它会介绍一些节能环保的加工方法,以及如何利用大数据和人工智能来提高生产效率和产品质量。

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这本书的“知识拓展”部分让我获益匪浅。它不仅仅局限于基础的机械制造工艺,还触及到一些更前沿的技术和理念。例如,在讲解“焊接工艺”时,它会介绍各种焊接方法,如电弧焊、电阻焊、激光焊等,并且会详细分析它们各自的优缺点和适用范围。让我印象深刻的是,书中还讨论了“增材制造”(3D打印)在机械制造领域的应用,以及它如何改变传统的生产模式。它还介绍了“机器人技术”在自动化生产中的作用,以及如何利用机器人来实现高效、精准的生产。此外,书中还触及到了“质量管理体系”和“工艺成本分析”等内容,让我对机械制造的整体运作有了更深刻的认识。它还非常注重“安全生产”,详细讲解了在各种加工过程中需要注意的安全事项,以及如何避免事故的发生。

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这本书的“理论联系实际”做得非常到位。它并不是空中楼阁式的理论堆砌,而是紧密结合实际生产中的具体问题。例如,在讲解“车削加工”时,它会从最基本的车床结构和操作开始,然后深入到各种车削方式,如外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削等。让我印象深刻的是,书中还涉及到“刀具磨损”和“刀具寿命”的预测,以及如何通过合理的切削参数选择来延长刀具寿命。它还详细讲解了“表面粗糙度”的控制,以及各种精加工方法,如磨削、抛光、研磨等。书中还涉及到了“热处理工艺”,比如淬火、回火、退火、正火等,并且会详细解释它们对金属材料性能的影响。此外,书中还触及到了“机械零件的失效分析”和“故障诊断”等内容,让我对如何提高零件的可靠性和延长使用寿命有了更深的理解。它还非常注重“工艺过程的记录和追溯”,以及如何利用这些信息来优化生产。

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