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出版者:7-122

作者:袁浩 编

出品人:

页数:327

译者:

出版时间:2007-10

价格:39.80元

装帧:

isbn号码:9787122010445

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• UG
• CAD/CAM
• 工程制图
• 实用教程
• 制造业
• 工业设计
• 计算机辅助设计
• 数控编程
• 机械工程
• 设计基础

现代制造工艺与自动化集成：面向工业 4.0 的实践指南 本书导览： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具前瞻性的视角，聚焦于当代制造业的核心驱动力——先进制造工艺、数字化集成以及面向工业 4.0 的智能自动化解决方案。我们不侧重于传统机械零部件的纯理论推导或单一学科基础，而是着眼于如何将前沿技术转化为实际的、可操作的生产力，构建柔性化、高效化和可持续的未来工厂。 第一部分：先进材料科学与增材制造的前沿应用 本部分将深入探讨对现代产品设计产生革命性影响的新型工程材料及其加工方法。我们将详细分析高性能复合材料（如碳纤维增强聚合物、陶瓷基复合材料）在航空航天、汽车轻量化以及高端医疗器械中的应用潜力与挑战。 1.1 新兴材料的结构-性能关系解析： 重点讨论金属间化合物、形状记忆合金以及智能材料（如压电材料、电活性聚合物）的微观结构如何决定其宏观力学、热学和电学性能。我们将通过大量的案例研究，展示如何根据特定的工况需求进行材料选择和改性设计。 1.2 增材制造（3D 打印）的全流程优化： 超越基础的熔融沉积（FDM）和选择性激光烧结（SLS），本书将聚焦于更高级的增材制造技术，如电子束熔化（EBM）、定向能量沉积（DLD）以及光固化技术（SLA/DLP）在金属和复杂陶瓷件制造中的应用。我们将详细阐述从 CAD 模型修复、切片算法优化、构建参数控制到后处理（如热等静压、表面精加工）的全链条质量控制体系。特别关注如何利用增材制造技术实现拓扑优化结构的大规模、高精度生产。 1.3 材料连接与异构集成技术： 面对多材料设计趋势，本书将系统梳理先进的连接技术，包括扩散焊、搅拌摩擦焊（FSW）在铝锂合金等难焊材料上的应用，以及超声波焊接、激光复合焊在电子封装和异构材料连接中的关键技术参数控制。 第二部分：数字化制造与仿真驱动的工艺规划 本部分将重点阐述如何利用数字化工具和仿真技术来预测、优化和验证制造过程，以减少试错成本，加速产品上市周期。 2.1 计算机辅助制造（CAM）的深度集成： 本书将深入探讨五轴及多轴联动加工的运动学规划与后处理技术。内容涵盖刀具路径的智能生成算法，特别是针对复杂曲面和自由曲面加工中的颤振抑制策略。同时，我们将介绍基于人工智能的后处理修正模型，以补偿机床误差和热漂移对加工精度的影响。 2.2 过程仿真与数字孪生（Digital Twin）构建： 我们详细解析了主流的有限元分析（FEA）软件在切削、成形（如深拉伸、锻造）过程中的应用。重点在于材料本构模型的选择与校准、接触算法的优化，以及如何将仿真结果反哺至工艺参数设定。数字孪生的概念不再局限于描述性，而是侧重于如何建立实时数据流连接物理实体与虚拟模型，实现对生产状态的预测性维护与闭环控制。 2.3 质量控制的视觉计量与在线检测： 介绍三维光学扫描、结构光检测、激光共聚焦显微镜等非接触式测量技术在加工后几何精度验证中的应用。更重要的是，我们将探讨如何将这些高精度测量数据与制造过程数据库关联起来，建立SPC（统计过程控制）的自动化反馈回路，实现自适应加工。 第三部分：智能自动化系统与柔性生产线设计 本部分将目光投向现代工厂的核心——自动化集成与信息物理系统（CPS）的构建。 3.1 机器人学在复杂装配与搬运中的应用： 本书不仅仅介绍机器人的基本坐标系变换，而是聚焦于高精度、高节拍环境下的应用。内容包括力控装配（Force/Torque Control）在精密件装配中的应用，如光学元件的无损安装；视觉伺服技术（Visual Servoing）在随机定位物体的抓取与引导中的实现。同时，详细分析协作机器人（Cobots）在人机协同工作站中的安全边界设定与任务分配策略。 3.2 可编程逻辑控制器（PLC）与工业现场总线通信： 系统阐述现代工业控制架构，包括基于 EtherCAT、PROFINET 等实时以太网协议的分布式控制系统（DCS）的搭建。重点分析如何利用 OPC UA 协议实现跨平台、跨设备的实时数据交互，这是构建统一数据模型的基础。 3.3 柔性制造系统（FMS）与生产调度优化： 探讨如何设计具备快速换型能力的柔性生产单元。我们将介绍基于约束规划和遗传算法的动态生产调度模型，以应对订单的快速变化和突发性设备故障。内容涉及物料搬运系统（AGV/AMR）的路径规划与协同调度，确保在高度不确定性下的生产效率最大化。 第四部分：可持续制造与能效管理 面向全球对环境责任的要求，本部分探讨如何将绿色理念融入制造过程。 4.1 制造过程的能耗建模与优化： 建立关键制造设备（如高功率激光器、数控机床主轴、压缩空气系统）的实时能耗模型。分析如何通过优化加工参数（如切削深度、进给速度、冷却液循环策略）来实现单位产值的能耗最小化。 4.2 废弃物最小化与资源循环利用： 研究切削液的在线净化与循环利用技术、金属切屑的回收熔炼工艺，以及如何通过优化工装夹具设计减少材料浪费。关注增材制造中的粉末回收与再利用效率提升技术。 结语： 本书并非一本关于基础原理的入门手册，而是面向有一定工程基础，致力于在高端制造、智能工厂设计、工艺研发与自动化集成领域深耕的工程师、技术人员和高年级学生的实践性参考书。它提供的工具箱和思维框架，旨在帮助读者从“如何制造一个零件”跃升至“如何设计一个高效、智能且可持续的制造系统”。

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我是在准备一个重要的项目评审时偶然接触到这本书的，说实话，刚开始我有点犯怵，担心内容过于学术化，晦涩难懂。然而，翻开内页后，我的顾虑便烟消云散了。作者的叙述口吻非常接地气，仿佛一位经验丰富的前辈在手把手地指导你入门。他深知初学者在面对庞大的机械设计知识体系时容易产生的困惑，因此总能用最简洁、最直观的语言来解释那些看似高深的力学概念。我尤其欣赏其中关于公差配合与几何尺寸标注的那一大部分内容，以往我总觉得这块内容枯燥乏味，但这本书用大量的对比图和情景模拟，生动地展示了不规范标注可能导致的灾难性后果，这种警示性的教育方式非常有效。此外，书中对现代设计软件的使用心得和技巧的提及，也让我眼前一亮，它没有流于表面地介绍软件操作按钮，而是深入到如何利用软件的分析功能去验证设计假设，这无疑为我接下来的工作提供了强有力的技术支撑。

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这本书的封面设计非常吸引人，色彩搭配沉稳又不失活力，一看就是那种能沉下心来啃读的专业书籍。我拿到手的时候，首先被它精良的装帧质量所震撼，纸张厚实，印刷清晰，即便是复杂的机械结构图也纤毫毕现，这对于我们这些经常需要对照图纸学习的人来说，简直是福音。它不像市面上很多教材那样为了追求“新潮”而牺牲了实用性，这本书的整体编排逻辑严密，章节衔接自然流畅，从最基础的零件设计原理讲起，层层递进，逐步深入到复杂的系统集成和制造工艺的探讨，让人感觉每翻过一页，知识体系就在稳固地构建起来。特别是关于材料选择与性能分析的那几个章节，讲解得非常透彻，作者似乎把多年积累的工程经验都倾注其中，不仅仅是公式的堆砌，更有大量实际工程案例的穿插，让你明白为什么在特定载荷下需要选用某种特定的合金，这比单纯背诵理论要有效得多。这种将理论与实践紧密结合的叙事方式，极大地提升了我的学习兴趣和动手能力，我甚至已经开始尝试用书中的方法去分析我日常工作中遇到的那些“老大难”问题了。

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这本书的价值，在我看来，已经超越了一本普通的教科书范畴，它更像是一部浓缩的工程设计手册。我发现自己常常在面对新的设计任务时，会习惯性地翻开它，寻找某个关键参数的选取标准或是某个特定机构的优化思路。让我印象深刻的是关于疲劳寿命分析的那几节，作者不仅仅罗列了传统的S-N曲线法，还引入了断裂力学的一些基本概念，虽然深度上可能比不上专门的断裂力学专著，但作为一本综合性的教程来说，它的广度已经达到了一个令人难以置信的程度。这种“一书包揽多领域核心”的设计哲学，极大地节省了我们查阅多本参考书的时间。如果说有什么可以建议改进的地方，或许是在某些高级主题的配图上，如果能增加一些三维爆炸图示，对于理解复杂装配体的内部干涉和运动关系可能会更加直观，但这已经是吹毛求疵了。总的来说，它是我书架上最常被翻动的书之一。

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对于一个正在备考国家一级注册机械工程师考试的学生来说，时间就是生命，选择一本高效且覆盖面广的复习资料至关重要。这本书恰好满足了我的需求。它的排版非常紧凑，信息密度极高，但由于逻辑清晰，阅读起来并不会感到压抑。我发现书中很多例题和习题设计得非常巧妙，它们往往不是直接的计算题，而是需要你综合运用多个章节的知识点才能解出的综合性问题。特别是关于标准化件选取和爆炸极限图绘制的部分，书中提供的标准图例和规范引用准确无误，这对于考试中对规范的考察至关重要。我惊喜地发现，许多我在模拟题中感到棘手的知识盲点，都能在这本书里找到清晰、完整的解释和详细的推导过程。这本书的作者显然对行业标准和考试趋势有着深刻的洞察力，使得这本书的实用价值在应试教育的背景下得到了完美的体现，强烈推荐给所有准备挑战高难度行业认证的朋友们。

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我是一名机械专业的在职工程师，已经工作好几年了，但总觉得基础知识有些零散，遇到跨专业协作时总感觉底气不足。这次购入这本书，主要是想系统地梳理和查漏补缺。这本书的结构安排非常具有匠心，它没有采用完全线性的知识链条，而是巧妙地设置了多个相互关联但又可独立学习的模块。例如，关于运动机构设计的部分，作者对凸轮机构的分析深入浅出，不仅推导了经典的解析法，还对改进型的气动/液压辅助驱动方案进行了简要的介绍，这对于我们日常进行自动化设备开发至关重要。它最大的亮点在于，它不是只教你怎么“做”设计，更重要的，是教你怎么“思考”设计背后的工程哲学——如何平衡成本、性能和可制造性。读完后，我感觉自己的设计思路开阔了许多，不再局限于“能动”就行，而是开始追求“最优”解。

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