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出版者:

作者:余晓明

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:2008-5

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787121062087

丛书系列:

图书标签:

• 数控编程
• CNC
• G代码
• 加工工艺
• 数控机床
• 编程技术
• 工业制造
• 机械加工
• 模具加工
• 自动化

《精密加工与先进制造》 内容概要： 《精密加工与先进制造》是一本深入探讨现代制造业核心技术与发展趋势的专业著作。本书不仅涵盖了传统精密加工的基础理论与实践，更着重介绍了当今最前沿的先进制造技术及其在实际生产中的应用。全书结构清晰，内容详实，旨在为读者提供一个全面、系统的知识体系，以应对日益复杂和高要求的制造挑战。 第一部分：精密加工基础与工艺 本部分从根本上梳理了精密加工的理论基石，为理解后续先进技术奠定坚实基础。 第一章：精密加工的定义、分类与发展历程 详细阐述了精密加工的概念，区分了普通加工、精密加工和超精密加工的不同技术指标与要求。 系统梳理了精密加工技术的发展脉络，从机械加工的早期阶段到现代高精度加工技术，介绍关键技术突破和里程碑事件。 分析了不同类型精密加工的分类，如磨削、研磨、抛光、电化学加工、超声波加工等，并说明其适用范围与特点。 探讨了精密加工在航空航天、医疗器械、电子信息、光学仪器等关键产业中的重要作用。 第二章：材料科学与精密加工的关联 深入分析了各种工程材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料等）的微观结构、力学性能、热学性能等对其加工性能的影响。 重点介绍了几种难加工材料（如硬质合金、钛合金、高温合金、特种陶瓷等）的加工难点与对策，包括刀具选择、工艺参数优化等。 阐述了材料的显微组织（晶粒尺寸、相分布、缺陷等）如何影响加工精度、表面质量和刀具磨损。 介绍材料表面改性技术（如热处理、化学处理、物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD等）如何改善材料的加工性能或赋予其特殊功能。 第三章：切削加工的高精度化 详细介绍了高效、高精度的切削加工方法，包括但不限于： 微细切削与纳米加工： 讲解其原理、设备要求、刀具设计以及在微电子、微机电系统（MEMS）等领域的应用。 高速切削（HSC）： 分析其技术特点、经济效益、设备要求（高转速主轴、高刚性机床）以及在模具制造、航空航天零件加工中的优势。 复合切削： 探讨了如车铣复合、铣削-磨削复合等技术，如何通过一次装夹实现复杂零件的高效高精度加工，减少累积误差。 深入剖析了影响切削加工精度的关键因素：刀具几何参数、刀具材料与涂层、切削力、切削热、机床刚度与精度、进给稳定性等，并提出了相应的控制与优化方法。 研究了切削过程的动态行为，包括振动、变形与误差补偿，介绍了主动抑制振动和实时误差补偿技术。 第四章：磨削、研磨与抛光技术 系统阐述了磨削加工的原理，包括砂轮的选择（材质、粒度、结合剂）、磨削工艺参数（线速度、进给量、磨削深度）对表面质量与精度影响。 重点介绍了各种精密磨削技术，如内圆磨、外圆磨、平面磨、无心磨、万能磨床的操作与应用。 详细讲解了研磨与抛光技术，包括其目的（获得极高的表面光洁度与形位精度）、磨料与抛光剂的选择、加工工艺与设备。 分析了金刚石微粉研磨、化学机械抛光（CMP）等先进技术，以及其在光学元件、半导体晶圆等领域的关键作用。 第五章：非传统加工方法在精密制造中的应用 电火花加工（EDM）： 详细介绍其工作原理、电极材料、加工参数对精度、表面完整性、去除率的影响。重点讲解了慢走丝、快走丝线切割技术，以及其在硬质材料加工、复杂型面加工中的应用。 电化学加工（ECM）： 阐述其电化学反应机理、电解液选择、电压、电流密度等参数控制，以及其在加工难加工材料、获得无应力表面方面的优势。 激光加工： 介绍激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光冲击强化等技术，分析激光参数（功率、波长、脉冲宽度、扫描速度）对加工质量的影响。 水射流与超声波加工： 探讨了水射流加工（普通水射流、磨料水射流）在切割脆性材料、复合材料中的应用，以及超声波辅助加工如何改善切削性能、降低加工力。 第二部分：先进制造技术与集成 本部分聚焦于当前制造业最活跃、最具创新力的技术领域，展示了智能制造、增材制造、微纳制造等前沿发展。 第六章：数控技术与自动化生产 本书虽然以“数控编程技术”为题，但本部分将超越单纯的编程指令，深入探讨数控系统的集成与智能化发展。 详细介绍数控系统的构成，包括硬件（CNC控制器、伺服驱动、电机、编码器）与软件（操作系统、PLC、图形用户界面GUI）。 分析不同数控系统（如FANUC, Siemens, Heidenhain等）的架构、功能特点与发展趋势。 深入探讨运动控制、刀具补偿、几何补偿、误差补偿等数控核心技术，以及它们如何协同工作以实现高精度加工。 介绍CAD/CAM/CAE一体化流程，强调从设计到加工制造的无缝衔接，以及虚拟仿真在工艺规划与优化中的作用。 探讨了机床的联网化、数据采集与传输，为后续的智能化生产奠定基础。 第七章：增材制造（3D打印）技术及其在精密加工中的角色 明确指出本书不包含“常用数控编程技术”的详细指令与代码示例，而是侧重于增材制造技术本身的原理、材料与应用。 详细介绍各种主流增材制造技术： 熔融沉积成型（FDM）： 原理、材料（PLA, ABS, PETG, PC等）、设备类型、应用场景。 光固化成型（SLA/DLP）： 原理、树脂材料、精度特点、后处理工艺。 选择性激光烧结（SLS）/选择性激光熔融（SLM）： 原理、粉末材料（金属、聚合物）、加工特性、在航空航天、医疗领域的应用。 电子束熔融（EBM）： 原理、适用材料、加工特性。 材料喷射成型： 多种材料组合打印的潜力。 探讨增材制造的优势：自由曲面制造、复杂结构设计、个性化定制、材料利用率高。 分析增材制造与传统减材制造（如数控加工）的结合，例如：增材制造作为预成型，再通过数控加工实现最终的精度要求；或者在数控加工后，通过增材制造进行局部修复或功能化。 讨论增材制造材料的性能、后处理技术（如热处理、机加工、表面处理）以满足精密制造的要求。 第八章：微纳制造技术与设备 深入探讨了微米级和纳米级加工的技术原理与方法。 微细机械加工： 微型铣削、微型车削、微型磨削等，介绍微观刀具、微观加工机床的特点。 光刻技术（Lithography）： 介绍光学光刻、电子束光刻（EBL）、X射线光刻（XRL）等，以及其在半导体制造中的核心地位。 微纳成型技术： 如微注塑、微压印（NIL）、微注缝成型等。 自组装技术： 探讨材料在纳米尺度下自发组织成特定结构的可能性。 精密测量与表征： 介绍扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）等在微纳尺度下的形貌与结构分析方法。 重点关注微机电系统（MEMS）和纳米技术在传感器、执行器、微流控器件等领域的应用。 第九章：智能制造与工业4.0 本书不涉及具体的数控编程语言指令，而是从更高层面探讨了与智能制造相关的系统集成与控制。 阐述了智能制造的核心理念：互联互通、数据驱动、柔性生产、预测性维护。 介绍工业物联网（IIoT）的概念，包括传感器、通信协议、数据平台等。 探讨了大数据分析、人工智能（AI）在制造过程中的应用，如工艺参数优化、质量预测、故障诊断、生产调度等。 分析了数字孪生（Digital Twin）技术，如何通过虚拟模型映射物理实体，实现实时监控、模拟与优化。 研究了人机协作（Cobots）在自动化生产线中的应用，提升生产效率与灵活性。 讨论了柔性制造系统（FMS）与制造执行系统（MES）在实现智能排产、资源配置和生产过程跟踪中的作用。 第十章：精密加工的质量控制与表面工程 非数控编程指令，而是关于质量检测与表面处理的技术方法。 系统介绍精密制造中的质量控制体系，包括ISO9000系列标准、六西格玛等。 详细讲解了各种精密测量仪器与技术：三坐标测量机（CMM）、光学测量仪、影像测量仪、激光扫描仪、粗糙度仪、轮廓仪等。 探讨了过程内质量控制（In-process quality control）与最终产品检验的方法。 深入研究表面工程技术，包括： 热处理： 退火、淬火、回火、渗碳、氮化等对材料表面性能的影响。 表面强化： 喷丸、滚压、激光冲击强化等。 表面改性： PVD、CVD、电镀、化学镀、阳极氧化等。 涂层技术： 硬质涂层、耐磨涂层、耐腐蚀涂层、减摩涂层、生物相容性涂层等。 分析这些表面工程技术如何显著提升零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳寿命以及其他关键性能。 本书特点： 系统性与前瞻性： 紧密结合精密加工的经典理论与制造业的最新发展，涵盖了从基础到前沿的广泛内容。 理论与实践并重： 在深入阐述理论原理的同时，注重介绍技术在实际生产中的应用案例与解决方案。 跨学科视角： 融合了材料科学、机械工程、电子工程、信息技术等多学科知识。 聚焦核心技术： 深入分析了每一项先进制造技术的核心原理、关键参数与控制要点。 适应未来制造需求： 旨在帮助读者掌握应对未来制造业复杂化、智能化、绿色化发展趋势所需的知识与技能。 《精密加工与先进制造》将是机械工程、材料科学、制造工程等领域的研究者、工程师、技术人员以及相关专业学生的宝贵参考资料。

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这本号称“权威”的数控编程指南，我拿到手时心里是满怀期待的，毕竟在当前制造业升级的大背景下，扎实的编程技能是工程师的硬通货。然而，深入阅读后，我发现它在很多核心概念的阐述上显得过于单薄和概念化。例如，在谈到高级的五轴联动加工策略时，作者只是罗列了一些G代码的指令格式，却完全没有深入探讨实际操作中刀具干涉的预防机制，以及如何根据不同材料特性（比如高强度合金和钛合金）来优化切削参数。书中大量的篇幅被用来介绍一些基础的坐标系设定和简单的轮廓铣削路径，这些内容对于一个有些经验的操作人员来说，几乎是浪费时间。更令人费解的是，对于现代数控机床广泛采用的CNC系统（如西门子840D SL或FANUC Oi-MF Plus）特有的宏程序编写技巧和故障诊断流程，这本书几乎是避而不谈。我原本期望能找到一些关于如何利用参数化编程提高生产效率的实例分析，结果看到的只是一堆教科书式的定义，缺乏将理论与车间实际问题相结合的深度分析。可以说，这本书更像是一份给初学者快速扫盲的入门手册，而对于需要解决实际生产瓶颈的工程师来说，其价值非常有限，更像是一本摆在书架上落灰的工具书，翻阅率极低。

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这本书的装帧设计和纸张质量倒是相当不错，拿在手上很有分量感，但内容上却给我一种非常“陈旧”的感觉。我注意到，书中所引用的很多编程规范和机床控制器的功能介绍，似乎还停留在上世纪九十年代末的水平。例如，它详细讲解了早期的固定循环（Fixed Cycles）的使用，但对于当前主流的、更加灵活的“固定形状宏程序”（canned cycles for shapes）的定制和调用方法却一带而过。在谈到刀具管理时，书中仍然强调传统的刀具台位号对应，而没有深入讨论现代机床上更复杂的刀具寿命管理系统（Tool Life Management）如何与程序逻辑集成，以及如何利用联网功能实时更新刀具信息。另一个让我感到不适的是，书中对“编程语言”的理解过于狭隘，似乎CNC编程仅仅等同于FANUC或西门子的方言。对于目前在高端五轴中心和自动化生产线上越来越重要的通用编程语言接口，例如使用APT或CL文件进行数据交换和路径生成，这本书完全没有涉及。这种对技术前沿的滞后性，使得这本书更像是一份博物馆里的展品，而非当下的实用工具，对于追求效率和先进制造理念的读者来说，它提供的价值非常有限。

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我是一名机械设计专业的应届毕业生，为了准备即将到来的实习面试，我特意找了这本评价似乎还不错的编程技术书籍来恶补。坦白说，这本书的排版和插图设计确实比较清晰，对于像我这样需要快速建立宏观概念的新手来说，一开始的章节还算友好。它用图表的方式展示了各种刀具补偿和工件坐标系的建立过程，这一点我承认，有助于快速理解基本逻辑。但是，一旦进入到更复杂的CAM后处理和后置处理器的定制化问题时，这本书的讲解就戛然而止了。我试图在书中寻找如何针对特定后处理器（比如我们学校实验室用的某个特定品牌的后处理软件）进行二次开发以适应非标加工需求的方法论，结果只找到了泛泛而谈的“用户需要根据机床特性进行调整”之类的空洞建议。这让我非常困惑，既然是技术书籍，难道不应该提供一些可操作的、带有代码示例的指导吗？比如，如何用VBA或Python脚本来辅助生成复杂的加工路径，如何处理后处理器输出代码中的安全G代码段插入问题，这些都是实际工作中绕不开的坎。这本书给我的感觉就像是只教会了你怎么用一把最基础的螺丝刀，但完全没提及如何使用电动扳手来应对高扭矩的装配任务，实用性上打了很大的折扣，准备面试时不得不转投网络上的技术论坛去寻求更深入的实战经验。

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我购买这本书的初衷是想系统性地学习如何从三维模型数据到最终的NC程序文件之间的高效转化流程，特别是在涉及复杂装夹和多工序的自动化生产线上。这本书在这方面给出的指导非常碎片化。它用很大篇幅介绍了G代码和M代码的含义，但真正涉及到如何“规划”整个加工流程时，逻辑链条就断裂了。比如，在处理一个需要多次换刀、多次翻转工件的复杂零件时，这本书没有提供一个系统的流程图或案例来指导如何合理地划分加工批次、如何高效地设置中间坐标系以及如何确保程序间的无缝切换和对刀精度。它更像是将零散的知识点堆砌在一起，而非构建一个完整的知识体系。我尤其关注了关于“柔性制造系统（FMS）”中CNC程序调度的部分，希望了解如何编写能适应不同零件批量自动换型的程序逻辑，但书中对此类高级应用场景几乎没有涉及，内容停留在单机独立编程的范畴。这使得这本书对于工厂级的自动化应用来说，指导意义几乎为零，它只解决了“如何写出一段能让机床跑起来的程序”的问题，但没有回答“如何写出一段高效、安全、适应生产线需求的程序”这个更重要的问题。

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作为一名资深模具加工师傅，我对编程技术的理解早已超越了简单的G代码序列。我们车间里对效率的要求极高，尤其在复杂曲面模具的粗加工和精加工阶段，编程的优化直接决定了交付周期和刀具寿命。我翻阅这本书的时候，主要的关注点在于它对曲面精加工策略的探讨。很遗憾，这本书在介绍曲面加工时，基本上停留在铣削路径的几何概念层面，比如顺铣、逆铣的效率对比，但完全没有触及到如何有效管理曲面切削过程中的残余材料厚度（ARI）以及如何通过路径的局部优化来减少抬刀次数。更重要的是，对于现代数控机床自带的“光顺插补”功能（如G61.1或Look Ahead功能的深度应用），这本书的介绍少得可怜，仿佛这些先进功能并不存在一样。我们都知道，这些功能对于保证曲面质量和提高进给速度至关重要，但这本书里对这些“黑箱”技术的内部工作原理和参数调优技巧却只字未提。它给出的例子都是非常规范、教科书式的方块加工，这在实际的复杂模具加工场景中，根本无法提供任何有价值的参考，读完之后感觉就像是听了一场脱离实际的理论讲座，对提升实际操作水平几乎没有帮助。

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