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出版时间:2010-7

价格:21.00元

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isbn号码:9787810933735

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• 金工实习
• 机械制造
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• 工科
• 职业教育
• 金属加工
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• 实验指导

现代机械设计与制造技术 作者： 张伟, 李明, 王芳 出版社： 机械工业出版社 出版年份： 2023年 --- 内容简介： 《现代机械设计与制造技术》是一本面向高年级本科生、研究生以及工程技术人员的权威性教材与参考手册。本书系统阐述了当代机械工程领域的前沿理论、先进设计方法以及智能制造技术，旨在帮助读者构建扎实的理论基础，并掌握将知识转化为实际工程解决方案的能力。全书内容涵盖面广、深度适中，紧密结合工业4.0和智能制造的发展趋势，强调跨学科知识的融合与应用。 第一部分：机械设计理论的深化与拓展 第一章：材料力学与结构优化 本章深入探讨了先进工程材料的力学行为，包括高性能合金、复合材料以及智能材料的本构关系与失效分析。重点讲解了基于可靠性理论的结构设计方法，引入了概率论在工程安全评估中的应用。结构优化部分，不仅涵盖了传统的拓扑优化、尺寸优化，还详细介绍了基于有限元分析（FEA）的形状优化流程与软件操作技巧。特别对疲劳寿命预测模型，如S-N曲线、应力循环累积损伤理论进行了详尽的阐述和实例分析。 第二章：机械系统动力学与控制 本章从连续系统和离散系统动力学出发，系统梳理了机械振动分析的基础。深入探讨了非线性动力学、随机振动理论及其在高速精密机械（如数控机床主轴系统）中的应用。在控制方面，本书详细介绍了先进的数字控制策略，包括自适应控制、模糊逻辑控制以及基于模型的预测控制（MPC）在机械运动控制中的实现。对于复杂机械系统（如机器人或多自由度机构），本书提供了系统辨识和参数估计的实用方法。 第三章：现代机械零部件设计 本章超越了传统的设计手册范畴，聚焦于高精度、高承载零部件的设计挑战。齿轮传动部分，重点讨论了误差补偿、接触有限元分析以及超精密加工对齿轮性能的影响。轴承设计部分，详细分析了滚动轴承的润滑理论（流体动力润滑、弹性流体动力润滑），并引入了针对极端工况（如真空、高温）的特殊轴承选型与寿命评估。弹簧、联轴器等通用件的设计，则着重于基于可靠性指标和动态性能指标的综合选择。 第二部分：先进制造工艺与系统 第四章：数控加工技术与编程 本章全面介绍了现代数控（NC）加工系统的架构、运动学原理及插补算法。G代码和M代码的编程技巧被细化讲解，并引入了高级编程功能，如宏程序和后处理器的定制。重点突出了五轴联动加工的运动规划、刀位轨迹生成算法以及刀具路径的优化策略，以实现复杂曲面的高效、高精度加工。此外，还探讨了刀具磨损实时监测与补偿技术。 第五章：特种加工技术原理 针对传统切削难以加工的高硬度、高强度材料，本章系统介绍了特种加工方法。电火花加工（EDM）部分，深入剖析了电蚀机理、脉冲参数对表面完整性的影响。激光加工（切割、熔覆、焊接）部分，关注激光与材料的相互作用模型、热影响区控制以及光束质量对加工效果的决定性作用。超声波加工和电化学加工等技术，也从工艺参数选择和设备结构设计角度进行了深入分析。 第六章：增材制造（3D打印）技术 作为当前制造业的热点，本章对增材制造技术进行了全面梳理。重点介绍了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及材料喷射成型（Material Jetting）的物理过程、材料特性与组织结构控制。设计方面，强调了增材制造的“设计自由度”，讲解了点阵结构设计、轻量化拓扑优化以及增材制造特有的残余应力分析与消除技术。从原材料粉末的制备到最终部件的后处理（热等静压、表面精加工），形成了完整的工艺链介绍。 第三部分：集成化与智能化制造 第七章：计算机辅助工程（CAE）与仿真 本章侧重于CAE在设计验证中的集成应用。除了标准化的有限元分析，还引入了多物理场耦合仿真（如热-力-电耦合）的应用案例。重点讲解了如何利用仿真工具预测产品在实际服役条件下的寿命、性能衰减和失效模式。本章还涵盖了计算流体力学（CFD）在流体机械设计中的应用，包括内部流动分析和外部气动/水动力优化。 第八章：质量工程与表面技术 质量保证是现代制造的生命线。本章介绍了统计过程控制（SPC）在生产线上的实时应用，以及面向对象的产品质量管理体系。表面工程方面，详细讲解了 PVD/CVD 涂层技术，重点在于涂层与基体的界面结合力、硬度、耐磨性和腐蚀防护性能的表征方法。还包括先进的表面形貌学分析和表面粗糙度控制策略。 第九章：智能制造系统架构与数据驱动 本章面向工业互联网和智能工厂的未来。系统阐述了制造执行系统（MES）与企业资源计划（ERP）的数据集成架构。重点讲解了传感器技术、工业物联网（IIoT）在设备状态监测（Condition Monitoring）中的应用。此外，本书深入探讨了基于大数据分析和机器学习的预测性维护（PdM）模型的构建，如何利用历史运行数据预测设备故障，并优化生产调度，实现柔性制造。 总结与展望： 《现代机械设计与制造技术》不仅是理论的载体，更是工程实践的指南。本书通过大量贴近工业实际的案例分析和工程计算示例，帮助读者将前沿理论迅速转化为解决复杂工程问题的能力。它致力于培养能够驾驭数字化、智能化制造工具的下一代机械工程师。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种厚重的质感，仿佛能触摸到书中文字的力量。我迫不及待地翻开扉页，映入眼帘的是排版考究的目录，条理清晰，章节划分合理，一看就知道是经过精心编排的。细节之处，比如字体选择的粗细适中，行距的留白恰到好处，都体现了出版方对阅读体验的重视。这不仅仅是一本工具书，更像是一件工艺品，让人在学习知识的同时，也能享受到视觉上的愉悦。尤其是插图部分，那些复杂的机械结构图，线条流畅，标注准确，即便是初学者也能很快领会其精髓。这种对细节的打磨，让我对书中内容的深度和广度充满了期待。我记得其中某一章关于材料性能测试的部分，图表数据的呈现方式非常直观，不像有些教材那样晦涩难懂，而是用一种近乎于讲故事的方式娓娓道来，非常有利于理解和记忆。总而言之，初次接触就给人留下了极佳的“第一印象”，坚实的物理形态为接下来的知识探索奠定了良好的基础。

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坦白说，我之前接触过不少专业技术类的书籍，很多都存在一个通病：理论堆砌，实践脱节。然而，当我深入阅读这本书的实践操作章节时，那种感觉完全不同了。它仿佛是一位经验丰富的老工程师坐在你身边，手把手地指导你。书中对每一个操作步骤的描述都细致入微，从工件的装夹方式到刀具的选择，从进给速度的设定到安全注意事项，几乎没有遗漏任何一个可能导致新手困惑的环节。我特别欣赏它在风险提示上的处理方式，不是简单地用粗体或红色字体标出“危险”，而是结合实际案例，解释为什么会产生这种危险，以及如何从根本上避免它，这种教育方式远比单纯的警告更具说服力。例如，在介绍数控编程基础的那一部分，它没有停留在抽象的G代码和M代码讲解上，而是立即关联到实际机床的坐标系建立和工件对刀过程，让冰冷的指令瞬间变得鲜活起来。这种“理论与实操无缝对接”的设计理念，极大地提升了学习的效率和兴趣，让人感觉学到的知识是真正可以落地应用的。

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更值得一提的是，这本书的广度几乎涵盖了现代金工领域的主流技术。从传统的车、铣、刨、磨等切削加工，到新兴的电火花加工（EDM）、激光加工等特种加工方法，都有详尽的论述。它成功地搭建了一个横跨经典与现代技术的知识桥梁。我特别关注到其中关于增材制造（3D打印）在模具制造中的应用部分，内容的时效性很高，紧跟行业前沿。书中不仅描述了技术的原理，还结合了具体的应用案例分析了不同工艺路线的优劣势，这对于需要进行复杂决策的技术人员来说，提供了非常有价值的参考框架。这本书的覆盖面之广，使得它不仅仅是一本单一技能的培训手册，更像是一部系统性的工程技术参考全书，能够指导读者在一个更宏观的视角下理解整个制造流程，为未来的技术升级和跨领域学习打下了坚实的基础。

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这本书的知识体系构建得相当严谨，它并非仅仅罗列操作规程，更深层次地探究了背后的物理原理和工程逻辑。在讲解金属切削加工的机理时，作者没有回避复杂的切削力学模型，但却巧妙地运用类比和简化，使得这些高深的理论变得可以被工程技术人员所理解和应用。我尤其欣赏它对“误差传递”这一关键概念的阐述，这在精密制造中至关重要。书中不仅分析了误差的来源，还系统地介绍了误差补偿和控制的方法，从宏观的工艺规划到微观的刀具磨损控制，形成了一个完整的闭环分析系统。这种“知其然，更知其所以然”的叙事风格，使得读者在掌握技能的同时，也培养了独立分析和解决新问题的能力。它鼓励读者去思考“为什么是这样”，而不是仅仅“照着做”，这对于培养未来工程师的创新思维至关重要。这本书的深度，绝非一般入门手册所能比拟。

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从可读性角度来看，这本书的语言风格是极其成熟和专业的，但又出奇地没有架子。它避免了过多华而不实的辞藻，用最直接、最精确的工程术语来描述问题，这对于追求效率的专业读者来说是极大的福音。阅读过程中，我几乎不需要频繁地查阅其他词典来理解术语，因为作者在第一次引入专业词汇时，就已经给出了清晰的背景解释或定义。而且，作者在不同章节之间设置的过渡非常自然流畅，知识点的逻辑递进关系处理得非常到位，使得整个阅读过程像是在攀登一座设计良好的阶梯，每一步都踏实可靠，视野不断开阔。即便是一些需要跨学科知识（比如基础材料学和热力学）支撑的部分，作者也做了简要的回顾和衔接，确保了读者不会因为知识断层而感到挫败。这种高水平的文本组织能力，让阅读变成了一种享受，而不是负担，大大降低了技术学习的门槛。

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