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出版者:冶金工业出版社

作者:黄庆学

出品人:

页数:449

译者:

出版时间:2007-6

价格:56.00元

装帧:

isbn号码:9787502443245

丛书系列:

图书标签:

• dfds
• 轧钢
• 机械设计
• 金属成形
• 机械工程
• 工业设备
• 制造技术
• 材料力学
• 自动化
• 设备设计
• 工艺流程

机械制造工艺与设备：现代工业的基石 图书名称：机械制造工艺与设备 内容简介： 本书全面系统地探讨了现代机械制造领域的核心——机械制造工艺及其赖以实现的技术装备。旨在为读者提供一个从基础理论到前沿应用的完整知识框架，深度剖析现代制造业如何通过精密的工艺流程和先进的设备实现复杂零件的高效、高质量制造。 第一部分：机械制造基础理论与工艺规划 本部分聚焦于制造工艺的系统化思维与基础理论支撑，为后续的设备应用奠定坚实的理论基础。 第一章：制造系统与工艺基础 深入解析制造系统的构成要素、功能结构及其在现代工业中的定位。讨论面向对象的设计（Design for Manufacturability, DFM）原则在产品开发初期的重要性，强调在设计阶段就需充分考虑后续制造的可行性与经济性。详细阐述工艺路线的制定方法，包括零件的划分、工序组合与排序的原则，以及如何利用计算机辅助工艺规划（CAPP）系统优化流程。引入制造柔性的概念，分析在小批量、多品种生产模式下，如何设计适应性强的制造系统。 第二章：工程材料的制造特性 本书不局限于传统材料，重点研究新型工程材料，如高性能复合材料、增材制造（AM）用金属粉末和特种合金，在切削、成形和连接过程中的独特行为。讨论材料的微观结构如何影响其加工硬化、刀具磨损和表面完整性。详细分析不同热处理工艺（如真空淬火、渗碳、氮化）对材料后续机械性能和可加工性的耦合影响。特别关注残余应力的形成、测量及控制技术，这是保证精密零件长期可靠性的关键。 第三章：公差与配合的精密控制 超越基础的几何尺寸与形状公差（GD&T）讲解，本书深入探讨尺寸链分析在复杂装配体中的应用，强调误差的累积效应与补偿策略。引入形位公差的测量学基础，介绍三坐标测量机（CMM）、光学测量系统和在线实时监控技术（In-situ Monitoring）。详细论述公差分配策略，如何平衡制造成本与装配精度要求，特别是在高精度轴承、齿轮箱等核心部件制造中的应用实例。 第二部分：成形工艺与塑性变形原理 本部分专注于金属塑性变形的物理机制，以及如何通过模具和压力设备将其转化为特定形状的过程。 第四章：铸造工艺的优化与控制 系统介绍熔炼过程的精密度控制，特别是针对高强度钢和铝合金的洁净度控制技术（如真空处理、精炼剂的使用）。深入探讨铸造缺陷（如缩孔、气孔、裂纹）的成因分析与预防措施。重点阐述快速凝固技术和半固态触变铸造等前沿铸造方法，及其对细化晶粒结构、提高力学性能的贡献。分析计算机辅助铸造模拟（CAE）在模具设计中的应用，实现对充型和凝固过程的精确预测。 第五章：锻压与冲压技术 解析金属在高温高压下的流动规律和本构关系。详细介绍模锻、挤压和回转成形等关键工艺的参数选择与模具设计要点。对于冲压，重点阐述级进模设计的优化原则，如何通过合理的工序排布最大限度地减少材料浪费并控制板料的起皱和回弹。引入高能率成形技术，如爆炸成形和磁力成形，及其在特种材料和复杂截面制件制造中的应用前景。 第六章：塑性加工的残余应力管理 深入探讨冷加工（如冷轧、冷拉）和热加工过程中残余应力的产生机理。分析残余应力对零件疲劳寿命和尺寸稳定性的负面影响。介绍应力消除退火的动力学过程，并探讨使用喷丸强化和激光冲击强化等表面处理技术，主动引入有利的表面压应力层，以提高零件的抗疲劳性能和耐腐蚀性。 第三部分：切削加工与先进制造装备 本部分聚焦于去除材料的加工技术，特别是现代高精度、高效率的切削机床和刀具技术。 第七章：切削加工理论与刀具设计 全面梳理切削力、切削温度、刀具磨损的经典模型与现代修正模型。重点讲解高速与超高速切削（HSM/UHS）的物理特性，包括积屑瘤的形成、颤振的抑制以及切削液的流体力学效应。刀具部分，详细介绍硬质合金、陶瓷、聚晶金刚石（PCD）等先进刀具材料的性能指标、涂层技术（如PVD、CVD）及其对切削性能的提升。引入微小切削的几何学和热力学分析，以应对微纳结构加工的需求。 第八章：数控机床与结构原理 系统介绍数控（NC）机床的基本结构、坐标系定义和运动控制原理。重点剖析高精度静/动特性的实现途径，如滚动导轨与静压导轨的选择、滚珠丝杠副的预紧与补偿技术。深入探讨主轴系统的设计，包括高速电主轴的轴承配置、润滑、动平衡与热误差补偿。分析五轴及多轴联动加工中心的结构特点、运动学模型建立与运动规划算法，及其在复杂曲面加工中的应用。 第九章：先进切削装备与自动化集成 本章关注现代制造车间的智能化升级。详细介绍加工中心（MC）的结构升级，如刀库、托盘转换系统的效率优化。探讨在机测量技术（In-Machine Probing）在自动对刀、工件定位和加工误差补偿中的集成应用。介绍机床的热误差建模与实时补偿技术，通过激光干涉仪、热电偶网络监测机床各关键部件的温度变化，实现对加工精度的动态修正。探讨车间级与制造单元级的自动化集成，包括机械手上下料、自动换刀系统（ATC）与制造执行系统（MES）的接口标准。 第四部分：特种加工技术与表面工程 本部分关注传统方法难以实现的复杂加工需求，以及如何通过表面处理技术赋予零件特定功能。 第十章：电火花与电化学加工 详细阐述电火花加工（EDM）的放电物理机理、脉冲参数控制与电极材料选择。重点分析非球面、复杂型腔的EDM工艺优化，以及慢走丝线切割（Wire EDM）的张力控制和切割速度提升策略。对于电化学加工（ECM），深入分析电解液的导电性、流场分布及其对加工精度和表面粗糙度的影响，特别是在镍基高温合金等难加工材料中的应用。 第十一章：光、超声与激光加工 系统介绍激光加工技术，包括激光熔覆（LMD）用于表面强化、激光切割（Laser Cutting）的优化参数（如辅助气体选择）和激光钻孔的微观热影响区分析。探讨超声波辅助加工（UAM）在提高脆硬材料切削效率和改善表面质量方面的优势。分析等离子体技术在材料表面改性中的应用，如等离子体喷涂与离子注入。 第十二章：功能性表面处理与涂层技术 表面工程是赋予零件特定功能（耐磨、耐腐蚀、减反射）的关键。本章详细介绍物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的反应机理、薄膜的微观结构（晶态、非晶态）与其宏观性能（硬度、附着力）的关系。深入探讨热喷涂技术（HVOF, APS）在大型复杂部件修复与功能化中的应用，并介绍环保型表面处理技术，如水基涂装和无磷化学转化膜的应用。 --- 本书内容覆盖了从材料选择、工艺制定、装备选型到精密控制的全流程，强调理论指导下的工程实践，是机械制造、材料工程、自动化及工业工程专业师生和工程技术人员的理想参考书。

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这本书在结构组织和内容广度上展现出了一种百科全书式的气魄。它不仅仅局限于某个单一的机械模块，而是以一种宏观的视角，将整个工业流程中的关键设计环节串联了起来。从原材料的选择特性，到零部件的加工工艺控制，再到最终的装配调试与运行维护，几乎覆盖了一个完整机械产品生命周期的所有技术要点。尤其是对于一些跨学科的交叉内容，如材料科学与机械性能的耦合分析，处理得尤为精彩。阅读过程中，我发现自己可以清晰地勾勒出不同设计环节之间的相互影响和制约关系，这对于培养系统化、整体化的设计思维至关重要。这本书就像一位经验丰富的老导师，不仅教会你具体的招式，更重要的是让你理解整个武术流派的精髓所在，是那种值得反复研读、常读常新的工具书。

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作为一本面向实践的参考书，它的案例分析部分简直是教科书级别的宝藏。我翻阅了其中关于复杂传动机构优化设计的几个章节，感觉作者像是把多年积累的“踩坑经验”毫无保留地倾囊相授。比如，针对高精度定位系统中常见的滞后和回差问题，书中不仅介绍了传统的补偿方法，还详细对比了基于数字控制的误差修正策略的优缺点，并附带了不同软件平台下的仿真结果图。更难能可贵的是，作者在讨论每种解决方案时，都会清晰地列出其在成本、维护难度和系统集成度上的权衡。这使得读者在面对实际项目需求时，不再是盲目套用标准，而是能够根据具体约束条件，快速筛选出最经济、最可靠的设计路径。这种高度的实用性和前瞻性，让这本书的价值远远超出了单纯的技术手册范畴。

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这本书的语言风格非常严谨，但又带着一种老派工程师特有的实在和坦诚。它不像某些学术论文那样晦涩难懂，而是用清晰、准确的专业术语构建起一个逻辑清晰的知识框架。作者在阐述复杂的力学原理时，善于运用形象的比喻来降低读者的理解门槛，比如在解释疲劳裂纹扩展机制时，那种类比的描述方式让人瞬间领悟了那种难以捉摸的微观变化。此外，书中的引用和参考文献部分做得非常扎实，每一项重要结论几乎都能追溯到其原始出处，这体现了作者极高的学术素养和对知识产权的尊重。对于我们这些需要撰写技术报告或进行专利检索的人来说，这种严谨性是极其可靠的保障，让人可以放心地将书中的数据和论点作为自己工作的基石。

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这本书的装帧设计实在是让人眼前一亮。封面采用了深沉的墨绿色，搭配烫金的字体，显得非常大气且有质感，一看就知道是本内涵丰富的专业书籍。拿在手里沉甸甸的，纸张的厚度适中，印刷清晰，连图表的线条都十分锐利。我注意到它在细节处理上非常用心，书脊处的字体排列工整，翻阅起来书页不容易散开，这点对于经常需要查阅资料的工程师来说太重要了。内页的排版布局也做得很好，章节标题醒目，正文的行距和字号都经过精心计算，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。尤其是那些复杂的机械结构示意图，不仅清晰，而且标注极其详尽，即便是初次接触这类机械的朋友，也能通过图示快速理解其工作原理。整体来看，这本书的物理呈现完全配得上它所承载的专业知识的深度，绝对是那种可以长期放在案头，随时取用的工具书的典范。

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这本书的理论深度令人印象深刻，作者似乎对机械设计领域的每一个细微之处都有着近乎偏执的钻研。我特别欣赏它在基础理论与实际应用之间的完美平衡。它并没有停留在教科书式的概念堆砌上，而是深入剖析了各种核心部件在极端工作条件下的受力分析和失效模式。例如，其中关于轴承选型与润滑系统的章节，不仅提供了计算公式，更结合了真实生产线上的案例，阐述了环境温度、载荷变化对寿命曲线的实际影响，这种结合了“黑箱”理论与“白盒”实践的写法，极大地拓宽了读者的视野。对于我们搞研发的人来说，真正有价值的不是知道“怎么算”，而是知道“为什么这么算”以及“算出来的结果在实际中可能在哪里出岔子”。这本书在这方面做得非常到位，每一处推导都逻辑严密，层层递进，让人读完后感觉自己的知识体系得到了显著的加固和升级。

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