具体描述
本教材的编写人员把多年来数控机床的教学和维修经验进行了系统的整理，本着“必需、够用”的原则，以岗位为目标，以能力培养为主线，突出了实践技能的培养。为了给学生奠定扎实的数控技术基础，对数控机床进行了系统的介绍。通过典型的维修实例，阐述了数控机床的维修与实训方法，把寻找故障的过程作为重点。考虑到目前的生源状况，做到了内容浅显易懂，图文并茂。在实施性和实用性方面有较大的突破，体现了高等职业教育教材的特色。
本书系统地介绍了数控机床的基本组成、结构和工作原理，论述了数控机床的正确使用、维护和故障诊断与排除的基本理论，具体分析了数控机床机械部分和数控系统的故障现象、故障产生的原因以及排除方法，重点对常见故障的诊断过程进行了剖析。本书还就数控机床实训从维修的角度进行了论述，着重分析了寻找数控机床故障的途径及顺利排除故障的方法，还介绍了现代数控机床的发展方向以及数控机床在装备制造业中所占的重要地位。
本教材适用于高职高专数控应用技术专业、机电一体化专业、模具设计及制造专业。也可用作企业职工的岗前、岗中培训以及从事数控机床维修工作人员的参考资料。
现代机械制造技术概览：从理论到实践的深度探索 前言 在工业化浪潮不断深化的今天，机械制造领域正经历着前所未有的变革。高精度、高效率、智能化的生产模式已成为主流。本书旨在提供一个全面而深入的视角，涵盖现代机械制造领域的核心理论、关键技术及其在实际工程中的应用。我们将避开特定设备的维护细节，转而聚焦于支撑整个制造体系的共性原理、先进制造方法以及质量控制的哲学。 第一部分：机械设计基础与材料科学的革新 第一章 现代机械设计理论与方法 本章将深入探讨机械结构设计的基本原则，重点分析在动态载荷和复杂工况下，如何运用有限元分析（FEA）等现代仿真工具对结构进行优化。内容将覆盖疲劳寿命预测、可靠性设计规范，以及如何平衡结构强度、刚度和重量之间的矛盾。我们将详细阐述面向对象的设计（OOD）在大型复杂机械系统集成中的应用，以及如何将功能安全等级（SIL）的要求融入到初始设计阶段。 第二章 先进工程材料与性能表征 现代机械的性能提升，很大程度上依赖于新材料的应用。本章将详细介绍高性能金属材料（如高温合金、超高强度钢）的微观结构、热处理工艺对宏观性能的影响。同时，我们将对先进复合材料（如碳纤维增强聚合物、陶瓷基复合材料）的力学行为、界面粘接机理及其在轻量化结构中的应用潜力进行深入剖析。材料的无损检测（NDT）技术，特别是超声波相控阵和射线检测的新进展，也将作为评估材料服役状态的关键环节进行介绍。 第二部分：先进制造工艺与数字化集成 第三章 增材制造（3D打印）的工艺拓扑与控制 增材制造（AM）正颠覆传统减材制造的边界。本章将系统梳理主流的金属和高分子增材制造工艺，如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及高精度光固化技术。重点不在于设备操作，而是深入探讨其工艺参数（如激光功率、扫描速度、粉末床厚度）对最终零件的致密度、晶粒结构、残余应力分布的影响模型。此外，还将讨论面向AM的设计（DfAM）原则，以及如何实现闭环的质量控制系统。 第四章 现代切削加工的物理学与优化 本章聚焦于高效率、高精度切削加工过程中的物理现象。我们将分析刀具与工件之间的摩擦学特性、切削力动态模型的建立，以及颤振（振动）的机理分析与抑制策略。重点内容包括：高速精密磨削的接触几何学、PVD/CVD涂层技术对刀具寿命的提升机制，以及采用自适应控制系统对加工误差的实时补偿技术，以确保复杂曲面加工的精度收敛。 第五章 数字化制造与信息流整合 本部分是实现“智能工厂”的核心。我们将讨论制造执行系统（MES）在车间资源调度、生产追溯中的作用。重点阐述了从CAD/CAM到CAPP（计算机辅助工艺规划）的数据链条，以及如何利用工业物联网（IIoT）技术采集和分析机床运行状态数据。数据驱动的预测性维护模型（不涉及具体维护操作，而是模型的构建与数据处理）和基于数字孪生（Digital Twin）的虚拟调试流程，将是本章探讨的重点。 第三部分：测量、质量保证与系统集成 第六章 计量学基础与高精度测量技术 制造的精度最终由测量决定。本章将系统介绍几何量、形状和表面粗糙度的国家和国际计量标准。重点剖析三坐标测量机（CMM）的误差源分析、补偿策略，以及激光跟踪仪、光学扫描仪等非接触式测量系统的工作原理和数据配准技术。我们将探讨如何利用计量数据对制造过程进行反馈修正，以实现更高水平的互换性要求。 第七章 表面工程与功能化处理 零件的可靠性和使用寿命很大程度上取决于其表面状态。本章将回顾热喷涂、电镀、化学气相沉积（CVD）等关键表面改性技术。内容的侧重点在于理解这些处理过程如何改变材料的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及摩擦系数，以及如何通过控制涂层厚度和结合力来满足特定工况的要求。 第八章 复杂机电系统的动态控制理论 现代制造设备是高度集成的机电系统。本章将概述伺服驱动系统的基本原理，包括高性能电机（如永磁同步电机）的特性。我们将深入探讨反馈控制回路的设计，如PID控制的参数整定、状态空间模型在多轴联动系统中的应用，以及如何利用先进算法（如鲁棒控制、自适应控制）来应对系统模型不确定性和外部干扰，从而实现设备的高速、高精度同步运动。 结语 本书旨在为读者提供一个跨越材料、设计、工艺和控制的系统性知识框架，培养对现代机械制造体系的宏观理解能力和解决复杂工程问题的分析思维，为未来制造业的创新和升级奠定坚实的理论基础。
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