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出版者:清华大学

作者:李诚人

出品人:

页数:358

译者:

出版时间:2007-7

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787302155898

丛书系列:

图书标签:

西门子
数控加工
数控技术
机械制造
工业工程
加工工艺
编程技术
机床原理
自动化
制造技术
现代制造

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具体描述

《工业制造的精髓：精密成型与自动化技术》本书并非关于数控加工的入门指导，而是深入探索现代工业制造领域中，那些支撑起精密部件批量生产、追求极致效率和卓越品质的核心理念与关键技术。我们将目光从单一的“数控”概念拓展，去理解一个更加宏大、相互关联的制造生态系统。第一篇：精益制造与质量控制的基石本篇将首先追溯工业制造的演进脉络，从早期手工技艺的精湛，到流水线生产的效率革命，再到当代精益生产的理念升华。我们将探讨如何通过流程优化、浪费消除，以及对生产节拍的精准掌控，来奠定高效生产的基础。精益生产的核心原则：深入剖析“准时制生产（JIT）”、“看板管理”、“零缺陷”、“持续改进（Kaizen）”等概念的实际应用。理解它们如何在实际生产线上转化为具体的实践，如何通过减少库存、缩短周期、提升响应速度来增强企业的竞争力。质量管理体系的演变与实践：从传统的统计质量控制（SQC）到更具前瞻性的全面质量管理（TQM），再到 ISO 9000 系列等国际标准。我们将详细讲解如何构建和实施一套行之有效的质量管理体系，包括质量策划、质量保证、质量控制和质量改进等环节。重点在于理解质量意识如何渗透到生产的每一个环节，以及如何利用数据驱动决策，实现从被动检验到主动预防的转变。供应链协同与优化：现代制造的成功离不开高效的供应链。本篇将探讨如何建立稳定、可靠的供应商关系，如何通过信息共享和协同规划，实现物料流、信息流和资金流的顺畅运作。我们将分析供应链中断的风险，以及应对策略，确保生产的连续性和稳定性。第二篇：自动化与智能化制造的驱动力在现代工业的版图中，自动化和智能化技术扮演着越来越重要的角色。本篇将聚焦于驱动制造业迈向更高生产力、更高柔性、更高智能化的关键技术。工业机器人与自动化生产线：详细介绍不同类型工业机器人的技术特点、应用领域（搬运、焊接、装配、检测等）及其在自动化生产线中的集成。我们将探讨如何设计高效的自动化生产线，包括工装夹具的设计、传感器技术、人机协作以及安全防护措施。理解自动化如何替代重复性、危险性或高精度要求的劳动，从而提升生产效率和产品一致性。先进传感技术与数据采集：深入了解各种工业传感器（视觉传感器、激光传感器、温度传感器、压力传感器等）的工作原理、性能指标及其在生产过程中的应用。重点将放在如何通过实时、准确的数据采集，为生产过程的监控、分析和优化提供支撑。制造执行系统（MES）与生产过程管理：探讨MES在连接企业资源计划（ERP）与车间层控制系统（如PLC）之间的桥梁作用。我们将详细讲解MES的功能模块，如生产计划与调度、物料跟踪、质量追溯、设备管理、绩效分析等，以及它如何实现对生产过程的精细化管理和实时监控。工业物联网（IIoT）与数据分析：阐述IIoT如何通过连接设备、传感器和平台，构建智能化的制造网络。我们将深入探讨工业大数据的采集、存储、处理和分析技术，以及如何利用这些数据进行预测性维护、工艺优化、能耗管理等，从而实现智能化决策和自主化生产。第三篇：新材料、新工艺与绿色制造的未来科技的进步不断催生新的制造可能。本篇将展望制造业的未来发展方向，关注新材料的应用、颠覆性工艺的出现以及可持续发展理念的融入。增材制造（3D打印）的变革力量：深入剖析增材制造的多种技术（FDM, SLA, SLS, SLM等）及其在原型制作、小批量定制、复杂结构制造等领域的应用。我们将讨论其在材料多样性、设计自由度以及供应链重塑方面的潜力。先进材料在制造中的应用：探讨高性能合金、复合材料、智能材料等在现代高端制造中的重要作用。理解材料性能如何直接影响产品的设计、加工工艺和最终性能，以及材料科学与制造技术之间的协同发展。绿色制造与可持续发展：关注制造业在环境保护方面的责任与挑战。我们将探讨如何通过节能减排、资源循环利用、清洁生产工艺等手段，构建绿色、可持续的制造体系。理解环境法规和消费者对环保产品的需求如何驱动制造技术的革新。数字化转型与智能工厂的构想：展望未来智能工厂的蓝图，强调人工智能、大数据、云计算、边缘计算等技术的融合应用。理解数字化转型如何赋能制造企业，实现生产过程的智能化、柔性化、网络化和个性化。本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，去理解现代工业制造的复杂性、技术深度以及未来发展趋势。它将帮助您认识到，高效、高质量、可持续的制造，是建立在对多项关键技术深刻理解和系统性应用的基础之上的，而远不止于单一的自动化设备操作。

作者简介

目录信息

第1章数控加工概论1xml version='1.0' encoding='%SOUP-ENCODING%'
1.1 数控加工的基本概念1
1.2 数控加工中的基本术语3
xml version='1.0' encoding='%SOUP-ENCODING%'1.2.1 坐标数3
1.2.2 点位控制和轮廓控制4
1.2.3 插补4
1.2.4 开环、闭环和半闭环5
1.2.5 绝对坐标和相对坐标5
1.2.6 刀具补偿6
1.2.7 伺服系统6
1.3 数控加工的内容和实例6
1.3.1 分析零件图纸和工艺处理6
1.3.2 数学处理8
1.3.3 编写零件加工程序清单9
本章小结14
习题14
第2章数控加工工艺15
2.1 数控加工基础15
2.1.1 数控加工的定义及特点15
2.1.2 数控加工的适应性18
2.1.3 选择并确定零件的数控加工内容18
2.2 数控加工的工艺分析处理19
2.2.1 数控加工工艺分析的特点及内容19
2.2.2 零件的加工工艺分析20
2.2.3 加工方法的选择及加工方案的确定24
2.2.4 工艺路线设计26
2.2.5 加工路线的确定29
2.3 零件的安装与夹具的选择40
2.3.1 工件定位安装的基本原则40
2.3.2 选择夹具的基本原则40
2.4 刀具的选择41
2.5 切削用量的确定41
2.5.1 背吃刀量p(mm)42
2.5.2 主轴转速n(r/min)42
2.5.3 进给量f (或进给速度f)(mm/r或mm/min)42
2.6 对刀点与换刀点的确定43
2.7 数控加工工艺文件45
本章小结47
习题47
第3章数控刀具49
3.1 数控刀具概述49
3.1.1 数控机床的应用与数控刀具的关系49
3.1.2 数控刀具的发展和展望51
3.2 数控刀具的特点52
3.2.1 数控刀具的分类52
3.2.2 可转位刀具55
3.2.3 刀具的磨损、破损与检测72
3.2.4 整体硬质合金刀具74
3.2.5 刀具涂层技术76
3.2.6 刀柄79
3.3 高速切削技术82
3.3.1 高速切削简介82
3.3.2 高速切削的速度范围82
3.3.3 高速切削刀具84
3.3.4 高速切削的工艺技术85
3.3.5 高速切削的测试技术85
本章小结86
习题86
第4章数控机床87
4.1 数控机床概述87
4.1.1 数控机床的基本概念87
4.1.2 数控机床的特点88
4.1.3 数控机床的分类89
4.1.4 数控机床机械结构的主要组成89
4.1.5 数控机床机械结构的主要特点91
4.2 数控机床电气控制原理94
4.2.1 总体框图95
4.2.2 数控柜和伺服、机床电气柜的联系99
4.3 CAK 6150数控车床103
4.3.1 数控车床概述103
4.3.2 CK 6136卧式车床104
4.3.3 CAK 6150机床的原理和使用106
4.4 VMC 800立式加工中心115
4.4.1 加工中心的特点115
4.4.2 加工中心的分类115
4.4.3 加工中心的发展116
4.4.4 VMC 800立式加工中心119
本章小结126
习题126
第5章机床夹具127
5.1 现代机械制造业对机床夹具的要求127
5.2 组合夹具与拼装夹具128
5.2.1 组合夹具128
5.2.2 拼装夹具129
5.3 成组夹具与可调夹具130
5.3.1 成组夹具130
5.3.2 通用可调夹具130
5.4 定位及定位元件132
5.4.1 六点定位原则132
5.4.2 定位方法、定位件和定位误差136
5.5 夹紧及夹紧装置146
5.5.1 夹紧装置的基本要求146
5.5.2 夹紧力三要素的选择147
5.5.3 常见手动夹紧装置150
5.5.4 机动夹紧装置153
5.6 夹具设计157
5.6.1 夹具设计步骤157
5.6.2 夹具设计示例158
本章小结162
习题162
第6章华中“世纪星”数控机床的编程与操作-163
6.1 数控车床的基本编程163
6.1.1 数控车床的编程特点163
6.1.2 数控车床常用的各种指令163
6.1.3 固定循环指令167
6.2 数控车床的基本操作172
6.2.1 HNC-21T数控系统操作面板172
6.2.2 数控车床程序输入的基本操作174
6.3 数控铣床的编程概述175
6.3.1 数控编程概述175
6.3.2 数控机床概述175
6.3.3 零件程序的结构176
6.3.4 程序和子程序的格式177
6.4 HNC-21M的编程指令体系178
6.4.1 辅助功能M代码178
6.4.2 PLC设定的辅助功能178
6.4.3 主轴功能S、进给功能F和刀具功能T179
6.4.4 准备功能G代码179
6.4.5 有关坐标系和坐标的指令180
6.4.6 进给控制指令181
6.4.7 刀具补偿功能指令182
6.4.8 其他功能指令183
6.4.9 简化编程指令184
6.4.10 固定循环185
6.4.11 铣削编程实例一190
6.4.12 铣削编程实例二192
6.5 数控铣床基础193
6.5.1 操作台结构193
6.5.2 显示器193
6.5.3 NC键盘193
6.5.4 操作面板按钮功能193
6.5.5 软件操作界面194
6.5.6 数控机床基本操作流程196
本章小结196
习题196
第7章 FANUC 0i数控机床的编程与操作199
7.1 数控加工过程199
7.2 操作面板200
7.2.1 MDI操作面板200
7.2.2 机床主轴箱上的面板202
7.2.3 机床操作面板203
7.3 FANUC数控机床的基本操作204
7.3.1 机床开、关机204
7.3.2 移动机床的方法205
7.3.3 机床轴返回参考点205
7.3.4 主轴启动和停止205
7.3.5 从主轴上手动装卸刀206
7.3.6 冷却启动和停止206
7.3.7 从刀盘上装卸刀具207
7.3.8 超程的解除207
7.3.9 急停207
7.4 刀补及工件坐标系设置208
7.4.1 设置工件的原点偏移208
7.4.2 在刀库表中设置对应的长度和半径补偿208
7.5 程序的校验和加工209
7.6 FANUC 0i系统编程211
7.7 编辑程序219
7.7.1 程序的检索和删除219
7.7.2 复制程序220
7.7.3 替换字和地址221
7.7.4 程序的输入221
7.8 传输软件222
本章小结223
习题223
第8章 SIEMENS 802D数控机床编程与操作225
8.1 SIEMENS 802D系统面板介绍225
8.1.1 SINUMERIK 802D键符定义225
8.1.2 机床面板介绍227
8.1.3 屏幕界面划分228
8.2 SIEMENS 802D数控系统的基本操作231
8.2.1 机床开、关机与回零231
8.2.2 JOG——手动方式231
8.2.3 手动数据输入(MDA)工作方式232
8.2.4 自动方式233
8.2.5 加工参数设定234
8.2.6 零件的编程235
8.2.7 选择和启动零件程序模拟加工235
8.2.8 启动零件程序进行加工236
8.2.9 执行外部程序(RS-232接口输入)237
8.2.10 急停解除(硬限位超程)237
8.3 SIEMENS 802D系统编程237
8.3.1 NC编程基本结构237
8.3.2 系统指令239
本章小结247
习题248
第9章常用测量器具与测量机249
9.1 量块简介249
9.1.1 量块的主要用途249
9.1.2 量块的使用及尺寸组合251
9.2 游标卡尺简介251
9.2.1 游标卡尺的结构与工作原理251
9.2.2 游标卡尺的读数原理和读数方法252
9.3 外径千分尺简介253
9.3.1 外径千分尺的结构和工作原理253
9.3.2 外径千分尺的读数原理和读数方法254
9.3.3 外径千分尺的使用方法254
9.4 深度千分尺简介255
9.4.1 深度千分尺的结构255
9.4.2 使用方法255
9.5 内径百分表简介255
9.5.1 内径百分表的结构255
9.5.2 测量原理256
9.5.3 测量步骤257
9.6 杠杆百分表简介258
9.6.1 杠杆百分表的结构与工作原理258
9.6.2 杠杆百分表的使用258
9.7 万能游标量角器简介258
9.7.1 万能游标量角器的结构258
9.7.2 扇形万能游标量角器的分度原理和读数方法259
9.7.3 扇形万能游标量角器的测量范围260
9.7.4 测量角度261
9.8 MCMS 544S型触发式手动三坐标测量机简介261
9.8.1 仪器原理与结构特征262
9.8.2 Automet基本软件操作界面的进入及界面简介263
9.8.3 操作前的准备265
9.8.4 测点与几何元素270
9.8.5 坐标系及工件坐标系的建立274
9.8.6 形状与位置公差277
9.8.7 测量结果报告与公差评定282
本章小结288
习题288
第10章华中数控铣床与数控车床的操作289
10.1 华中数控“世纪星”数控系统简介289
10.1.1 数控单元290
10.1.2 进给伺服系统290
10.1.3 主轴系统290
10.1.4 主要技术规格291
10.2 “世纪星”数控系统操作装置291
10.2.1 显示装置292
10.2.2 NC键盘292
10.2.3 机床控制面板MCP293
10.2.4 手持单元MPG295
10.3 软件操作界面296
10.3.1 软件操作界面296
10.3.2 系统菜单结构297
10.4 数控机床的一般操作步骤298
10.5 开机、关机及返回参考点299
10.5.1 开机步骤299
10.5.2 复位299
10.5.3 返回机床参考点300
10.5.4 紧急情况的处理300
10.5.5 关机步骤301
10.6 数控机床的手动控制301
10.6.1 坐标轴的运行控制301
10.6.2 主轴手动操作303
10.6.3 其他手动操作303
10.7 工作参数设置304
10.7.1 工件坐标系的设置(F4→F3)305
10.7.2 铣床的刀具补偿值设置305
10.7.3 车床的刀具补偿值设置307
10.7.4 铣床显示参数的设置(F9)310
10.7.5 车床显示参数的设定(F9→F2)312
10.8 显示313
10.8.1 铣床显示切换(F9→F6)313
10.8.2 运行状态显示316
10.8.3 PLC状态显示317
10.8.4 报警信息显示318
10.9 文件管理319
10.9.1 新建目录320
10.9.2 更改文件名321
10.9.3 拷贝文件322
10.9.4 删除文件323
10.9.5 选择编辑程序(F2→F2)323
10.9.6 选择当前正在加工的程序325
10.9.7 编辑当前程序(F2→F2)325
10.9.8 删除一行(F8)326
10.9.9 查找替换(F6)326
10.10 自动加工运行327
10.10.1 零件程序的校验(F1→F3)327
10.10.2 程序运行与控制328
10.10.3 MDI运行(F4→F6)334
10.11 网络与通信335
10.11.1 以太网连接335
10.11.2 建立网络路径336
10.11.3 断开网络路径336
本章小结337
习题337
附录A 公差与配合338
附录B 金属材料347
参考文献359
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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作者的叙事风格非常独特，他似乎是一位经验极其丰富的工程师，习惯于用一种极其务实且不失幽默感的口吻来讲解那些枯燥的理论。书中大量的案例分析，都不是那种教科书式的完美情境，而是充满了实际生产线上的“坑”和“陷阱”。比如，在讨论进给速度与切深对刀具寿命的影响时，他举了一个因为进给量波动导致的局部过热而崩刃的真实事故案例，并配上了当时切削区域的微观形貌图。这种“现身说法”的写作方式，极大地增强了内容的代入感和警示作用。我读到这些部分时，常常会心一笑，因为这正是我们在实际操作中经常遇到的困惑。他的讲解思路不是线性的，而是螺旋上升的，常常会在一个基础概念讲解后，用一个高级应用来反向印证这个基础概念的重要性，让人在不知不觉中完成了知识的内化。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构划分体现了极高的组织能力，它似乎是按照一个机械加工项目从概念到交付的完整生命周期来组织的。首先是基础理论的奠定，接着是CAM编程逻辑的构建，然后是机床结构与运动控制的剖析，最后落脚于质量控制与验收标准。这种流程化的组织，使得读者在学习过程中能够清晰地看到自己所学知识在整个链条中所处的位置和作用。特别是关于****测量反馈和闭环控制系统的章节，作者将几何误差补偿与热漂移补偿的算法做了并列比较，分析了它们各自的适用场景和局限性，这个对比分析非常精妙，帮助我彻底厘清了不同补偿手段之间的关系。整本书读下来，我感觉自己不再是零散地掌握了一些操作技能，而是建立起了一个严密、自洽的、可扩展的数控技术知识体系框架。这套框架的稳固性，是这本书最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都远远超出了我的预期，它并非只是简单罗列一些加工参数和操作步骤，而是真正深入到了背后的数学模型和物理基础。尤其是在谈到刀具路径规划的那几个章节，作者的处理方式极其透彻，他没有满足于停留在“怎么做”的层面，而是花了大量篇幅去解析“为什么这样走”的最优化算法。我惊喜地发现，书中引入了许多现代控制理论的视角来解释CNC系统的伺服反馈机制，这对于我这种既想懂操作又想深挖原理的读者来说，简直是如获至宝。我过去看过的几本相关书籍，很多在讲解高精度补偿算法时往往草草带过，但这里却详细推导了误差源的耦合关系以及相应的修正策略，逻辑链条非常完整。这种从宏观的系统架构到微观的误差分析的完整覆盖，使得我对整个数控加工的认知框架得到了极大的巩固和提升，感觉自己对“智能制造”的理解也提升了一个量级。

评分☆☆☆☆☆

关于软件和硬件结合的部分，这本书的处理方式非常与时俱进。它没有被局限于某一个特定的CAD/CAM软件版本，而是着重分析了不同主流软件在后处理生成G代码时的核心差异和底层逻辑。更让我印象深刻的是，它对最新的网络化制造和工业物联网（IIoT）在数控领域应用的探讨。书中专门开辟了一章来讨论如何通过集成传感器数据和云端分析来实时优化机床的运行参数，这部分内容无疑将这本书的适用范围从传统的车间管理推向了未来的“智慧工厂”。对于我们这些需要紧跟技术前沿的人来说，这种前瞻性的视野是至关重要的。它不仅仅教会了我们如何操作现有的设备，更重要的是，它培养了我们对未来技术趋势的敏感度，如何设计下一代的柔性制造系统，这本书提供了非常清晰的思路指引。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是别出心裁，封面那种磨砂质感，拿在手里沉甸甸的，立刻给人一种专业、可靠的感觉。我尤其喜欢封面上那个非常抽象但又充满力量感的几何图形，它似乎在暗示着精密与秩序，这对于一本技术类书籍来说，是非常恰当的开场白。内页的纸张选择也看得出用心，印刷的字体大小适中，行距把握得很好，即便是长时间阅读也不会让人感到视觉疲劳。排版上，它不像很多传统教材那样死板地堆砌文字，而是巧妙地穿插了大量的高清插图和流程图。我注意到，很多关键概念的解释后面，都会紧跟着一张结构清晰的剖面图或者原理示意图，这对于我们理解复杂的机械运动原理，简直是太有帮助了。翻阅的过程中，我能感受到编辑团队在细节打磨上的严谨态度，比如页眉页脚的统一性、章节标题的层次分明，都让阅读体验非常流畅和愉悦。这不仅仅是一本工具书，从拿到手的第一刻起，它就散发着一种让人愿意深入探索的学术气息，这对于一个初学者来说，无疑是最好的引导。

评分☆☆☆☆☆