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出版者:湖南中南大学

作者:谭海林，陈勇主编

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:2006-12

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787811052299

丛书系列:

图书标签:

• 模具制造
• 模具工艺
• 模具设计
• 机械制造
• 工业工程
• 制造技术
• 金属加工
• 精密制造
• 模具材料
• 数控加工

《先进材料加工与成型技术》 图书简介 本书深入探讨了当前工业领域中至关重要的先进材料加工与成型技术。随着高新技术的飞速发展，对材料性能的要求日益苛刻，传统的加工方法已难以满足现代制造业的需求。本书旨在系统梳理和阐述一系列前沿的、具有创新性的材料加工与成型技术，为工程师、科研人员以及相关专业学生提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考著作。 第一部分：高性能材料的特性与预处理 本书首先从材料科学的基础出发，详细剖析了当前制造业中应用广泛的高性能材料，包括高性能金属合金（如高温镍基合金、钛合金、超高强度钢）、先进陶瓷材料（如工程陶瓷、复合陶瓷）以及特种高分子材料。重点阐述了这些材料在加工过程中的关键物理、化学及力学特性，特别是它们在不同温度和应力条件下的行为模式，为后续的加工工艺选择奠定理论基础。 针对这些材料的特殊性，本书专门设置章节介绍材料的预处理技术。这包括但不限于：材料的晶粒细化处理、热等静压（HIP）技术、先进的粉末冶金制备工艺（如增材制造用的高纯度、细小化粉末制备），以及如何通过表面改性技术（如渗碳、渗氮、PVD/CVD涂层技术）来优化材料表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，使其更好地适应后续的精密加工需求。 第二部分：复杂几何形状的精密成型技术 成型技术是实现复杂零件制造的核心环节。本书着重介绍了当前最前沿的几种精密成型技术： 1. 增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术： 本书对当前主流的金属增材制造技术进行了详尽的分析，包括选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及粘结剂喷射（Binder Jetting）技术。重点阐述了这些技术在复杂内部结构、点阵结构以及轻量化设计中的应用优势。书中详细对比了不同AM技术的工艺参数对最终零件的微观结构、残余应力及力学性能的影响机制。此外，还讨论了AM零件的后处理工艺，如热等静压致密化、表面精加工等，以确保其达到工程应用标准。 2. 增材制造的先进塑性成形： 针对传统锻造和轧制工艺难以实现的复杂截面，本书介绍了高精度温/冷挤压技术和特种旋压技术。在挤压部分，详细分析了模具设计中应力集中点的控制、润滑剂的选择与管理，以及如何通过多级分段挤压来获得具有良好力学性能的空心或异形截面零件。在旋压方面，重点讨论了数控旋压（CNC Spin Forming）在薄壁、高精度旋转体制造中的应用，特别是对材料流变过程的有限元模拟分析。 3. 复合材料的精密成形： 复合材料因其优异的比强度和刚度，在航空航天领域应用日益广泛。本书系统介绍了纤维缠绕技术、预浸料铺放技术（包括自动铺丝AFP和自动带材铺放ATL）的工艺控制要点。特别关注了树脂转移模塑（RTM）和真空辅助灌注（VARTM）技术，分析了树脂流动特性、孔隙率控制以及脱模工艺，以确保复合材料制件的结构完整性和性能一致性。 第三部分：微纳尺度的高效加工技术 随着电子信息和生物医学等行业的快速发展，对零件加工精度提出了微米乃至纳米级的要求。本书对一系列超精密加工技术进行了深入探讨： 1. 超精密切削与研磨： 详细介绍了针对光学元件、半导体元件的超精密车削、铣削工艺。分析了刀具材料（如金刚石涂层刀具）的选择、进给速率与切削深度对表面粗糙度（Ra, Rz）和表面形貌的影响。在研磨抛光环节，重点论述了化学机械抛光（CMP）的机理，包括磨料颗粒、抛光液的化学作用与机械磨削的协同效应，这是实现超镜面加工的关键。 2. 非传统（无接触）加工技术： 本书将重点篇幅分配给电火花加工（EDM）的高级应用，包括慢走丝线切割和精密电火花成型。分析了脉冲参数对加工效率、电极损耗与表面微观结构的影响。此外，详细介绍了激光加工技术，如激光打孔、激光切割以及皮秒/飞秒超快激光加工在热影响区（HAZ）控制和脆性材料加工中的优势。 3. 表面功能化与微结构制造： 探讨了如何利用微加工技术在材料表面制造特定的功能结构，例如微通道、微透镜阵列等。这包括微电火花加工（Micro-EDM）和深反应离子刻蚀（DRIE）技术，并结合了光刻技术在模板制作中的应用，以期实现高通量、高集成度的微系统制造。 第四部分：加工过程的智能监控与质量控制 现代先进制造强调“制造过程的透明化和可控性”。本书最后一部分聚焦于加工过程中的实时监测与反馈控制技术： 1. 在线过程传感与数据采集： 介绍了用于实时监测切削力、刀具磨损、工件温度以及残余应力的传感器技术。重点阐述了如何利用声发射（AE）信号处理技术来识别加工过程中的异常事件，如粘刀、崩刃等。 2. 智能化的工艺优化与控制： 探讨了基于机器学习和人工智能的加工参数优化方法。通过分析历史和实时的加工数据，建立预测模型，实现对加工偏差的早期预警和自适应的参数调整，从而确保产品质量的稳定性和批次间的一致性。 总结： 《先进材料加工与成型技术》全面涵盖了从材料基础到复杂成型、从宏观到微观的现代制造技术链条。本书的深度和广度，旨在帮助读者建立起对高性能材料如何高效、精确地转化为工程实体的系统认知，是推动我国高端装备制造技术升级不可或缺的专业参考书。

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从装帧质量和排版设计上来看，这本书体现出了对读者体验的极大尊重。纸张的选择非常考究，那种略带哑光的质感，即便是长时间阅读也不会让人感到眼睛疲劳，这对于需要长时间对着技术图纸和复杂公式的人来说，是一个巨大的加分项。更重要的是，书中对公式的引用和推导过程处理得非常优雅，复杂的数学表达被清晰地分块呈现，关键变量和假设条件都有明确的注释，避免了读者在理解复杂公式推导链条时产生“迷路”的感觉。即便是像有限元分析（FEA）在模具应力评估中的应用这样的高深内容，作者也通过巧妙的图文搭配，将抽象的数值模拟结果具象化为可感知的形变和应力云图，使得原本晦涩的数值计算变得直观易懂。这本书的整体气质，是那种沉稳、内敛而又不失现代感的，它清晰地表明了出版方在制作一本具有长期参考价值的专业书籍时所付出的匠心。它不仅仅是一本知识的载体，更是一件值得珍藏的行业精品。

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这本书的组织结构和语言组织方式，简直是一场对传统工程教育模式的颠覆。它完全摒弃了那种“先讲定义，再举例子”的呆板套路，而是采用了一种“问题导向”的叙事手法。每一章的开篇都会抛出一个在实际生产中极具挑战性的难题，比如“如何设计一个具有复杂内腔且要求高光洁度的压铸模具？”接着，作者便层层剥茧，将所需掌握的力学原理、流体动力学知识、冷却系统优化方法等，自然而然地融入到解决这个实际问题的过程中。这种学习体验非常流畅，知识点不再是孤立的存在，而是紧密围绕着解决实际问题而组织起来的。对我而言，它就像一个高水平的导师，不直接给出标准答案，而是引导我去思考、去推导出最优解。对于自学成才或希望提升解决复杂工程问题能力的专业人士来说，这种“在实践中学习”的路径设计，效率远高于传统的死记硬背。它培养的不是知识的搬运工，而是真正的问题解决者。

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我是一名资深的模具设计师，接触过不少行业内的专业书籍，但很少有一本能像它一样，在“缺陷分析与预防”这一块做得如此透彻和细致。很多书籍只是简单地列举一些常见缺陷，比如拉伤、缩孔、飞边，然后给出简单的解决方案。但这本书不同，它深入挖掘了导致这些缺陷的根本物理机制，比如流动前沿的温度梯度变化、剪切速率对聚合物粘度的影响，甚至是模具排气设计不良如何导致真空泡的形成。书中配有大量的显微照片和CAE模拟结果截图，清晰地展示了缺陷产生时的微观形态，这种“知其所以然”的深度，让我对过去一些凭经验解决的问题有了全新的理解。更令人称道的是，书中专门辟出一章讨论了基于“防错法”（Poka-Yoke）的模具设计理念，如何在结构层面从源头上杜绝人为失误和工艺偏差，这种系统性的质量控制思维，对于提升整个生产线的稳定性具有里程碑式的指导意义。这本书无疑是为那些追求极致工艺稳定性和产品可靠性的工程师量身打造的。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深沉的工业蓝配上简洁的银灰色字体，立刻就让人感受到一种严谨、专业的氛围。我原本对这个领域知之甚少，只是抱着学习的心态翻开了它，没想到，它竟然像一位经验丰富的老工程师，用最直观的方式把我领进了这个复杂的机械世界。书中的插图和图表简直是教科书级别的存在，清晰到每一个细节的尺寸标注、每一个零件的受力分析，都让你觉得仿佛伸手就能触摸到那些冰冷的金属。特别是关于材料选择和热处理工艺的部分，作者没有采用枯燥的理论堆砌，而是结合了大量实际案例，比如在汽车模具中如何平衡强度与韧性，或者在精密电子元件模具中如何控制公差范围。读完相关章节，我不仅理解了“为什么”要这样做，更清晰地知道了“如何”才能做到位。对于初学者来说，这本书的结构安排非常合理，从基础的模具结构分类讲起，逐步深入到复杂的成型理论，逻辑链条衔接得天衣无缝，让人读起来丝毫没有“知识断层”的焦虑感。这绝对不是那种只停留在概念层面的理论著作，它更像是一份实战指南，充满了可以立刻付诸实践的宝贵经验。

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读完这本著作，我最大的感受是它在“创新工艺”方面的探讨达到了一个前所未有的深度。现在市场上的同类书籍大多停留在对传统冲压、注塑工艺的常规描述上，但这本书却花了大篇幅介绍了增材制造技术（3D打印）在快速模具制造中的应用潜力，以及如何通过拓扑优化来设计出更轻量化、更高性能的模具结构。我特别欣赏作者在讨论这些前沿技术时，并没有一味地鼓吹“新技术万能论”，而是非常务实地分析了它们在成本控制、周期缩短和精度保持上的具体权衡。比如，在讲解激光熔覆修复技术时，书中详细对比了不同能量密度下对模具表面硬度和疲劳寿命的影响曲线，这种数据支撑的论述方式，极大地增强了说服力。这本书的行文风格非常内敛而有力，没有华丽的辞藻，全是干货，它更像是一份需要反复研读、随时做笔记的工具书，而不是可以泛泛而读的休闲读物。它迫使我跳出固有的思维定式，去思考如何用更高效、更环保的方式来解决制造难题，这对于身处快速迭代的制造业环境中的人来说，是极其宝贵的启发。

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