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出版者:Goodheart-Willcox Pub

作者:Andrew D. Althouse

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-09

价格:USD 3.60

装帧:Paperback

isbn号码:9780870068911

丛书系列:

图书标签:

• Welding
• Print Reading
• Welding Technology
• Blueprint Reading
• Technical Drawing
• Instructor's Guide
• Answer Key
• Welding Education
• Vocational Training
• Industrial Technology

精密制造与设计：现代机械工程中的关键技术 图书简介 本书深入探讨了现代机械制造领域中至关重要的两大支柱：精密制造技术和工程图纸的解读与应用。面对日益复杂和对精度要求极高的工业产品，理解和掌握如何从设计蓝图高效、准确地转化到实际生产环节，是每一位工程师、技术人员和高级技工的核心竞争力。本书旨在提供一个全面、系统且极具实践指导意义的知识框架，覆盖从基础理论到高级应用的多个层面。 --- 第一部分：现代精密制造技术——挑战与前沿 本部分聚焦于如何实现对材料的精确控制和结构的完美塑造。我们不再局限于传统的粗加工方法，而是深入探索那些能够突破物理极限、创造出具有特殊性能和极高精度零件的先进技术。 1. 超精密加工的原理与应用 精密制造的核心在于对尺寸误差的极限控制。本章详细解析了影响加工精度的内在和外在因素，包括机床的热稳定性、刀具的磨损模型、以及环境振动对纳米级精度定位的影响。我们将重点介绍： 光学加工技术： 探讨自由曲面镜面加工、磁流变抛光（MRF）以及离子束抛光（Ion Beam Figuring, IBF）等技术，这些技术是高精度光学元件（如天文望远镜镜片、半导体光刻物镜）制造的关键。 磨削与超精磨： 阐述CBN（立方氮化硼）砂轮在高硬度材料（如硬质合金、陶瓷）加工中的应用，以及如何通过控制砂粒切削深度和冷却液性能来达到极低的表面粗糙度（Ra值）。 金刚石车削与微米级加工： 针对非铁金属（如铝合金、铜）和塑料，介绍如何使用单晶金刚石刀具进行高光洁度、高精度车削，尤其适用于制造精密光学镜头和医疗器械部件。 2. 增材制造（3D打印）的精度控制 增材制造已从原型制作工具转变为可用于功能性最终零件生产的技术。然而，要实现与减材制造相媲美的精度，必须克服其固有挑战。 金属增材制造中的缺陷控制： 深入分析选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中产生的孔隙率、残余应力和各向异性问题。重点介绍扫描策略、粉末特性对最终结构致密性和力学性能的影响。 高精度光固化技术（SLA/DLP）： 探讨如何通过优化光照剂量、层厚控制以及后固化工艺来提高树脂部件的尺寸精度和表面质量，使其适用于模具制造和微流控设备。 后处理的精密化： 强调热等静压（HIP）、精密热处理和后期的机械精加工（如研磨或电火花加工）在实现最终精度目标中的不可替代性。 3. 特种加工方法学 当传统机械加工受限时，特种加工方法提供了解决方案： 电火花加工（EDM）与线切割（WEDM）： 剖析其电蚀刻原理，并详细讲解如何通过优化脉冲参数（电流、时间、间隙电压）来平衡加工速度、电极损耗和表面完整性，尤其是在复杂型腔和模具型芯的加工中。 激光加工的精确性： 从激光钻孔、切割到焊接，本书关注如何使用超快激光器（皮秒、飞秒）来最小化热影响区（HAZ），从而实现对敏感材料的无接触、高精度加工。 --- 第二部分：工程图纸的深度解读与实施——从二维到三维的转换 本部分是连接设计意图与物理实现的桥梁。它不仅仅是关于识别线条和符号，更是理解这些符号背后所代表的几何约束、公差要求和制造的可行性。 1. 几何尺寸与公差（GD&T）的语言体系 现代工程图纸的核心是GD&T，它提供了对零件功能和装配要求的精确表达。 基准的建立与引用： 详细解析如何从图纸中识别主、副基准系统，以及这些基准如何影响零件的定位和测量策略。重点讲解基准特征的选取原则，避免在实际测量中产生歧义。 形位公差的定量分析： 深入解读定位公差（如位置度、同轴度）、形状公差（如平面度、圆度）和轮廓公差的理论意义和应用场景。通过大量的实例图解，展示不同公差带（如最大实体原则、最小实体原则、等效材料条件）对零件可制造性的影响。 配合与过盈的计算： 结合ISO/ANSI标准，讲解配合系统的选择（间隙配合、过渡配合、过盈配合）以及如何利用公差带图来预测装配后的实际间隙或过盈量，确保功能性要求得以满足。 2. 视图、剖视图与辅助视图的构建逻辑 掌握工程图纸的阅读，需要理解投影规则和视图选择的逻辑。 三视图与轴测图的转换： 阐述第一角投影法和第三角投影法的区别，并训练读者将二维视图信息重建为完整的三维空间模型的能力。 剖切面的选择与应用： 讲解剖视图、半剖视图、局部剖视图的绘制规则，理解它们如何清晰地揭示内部结构，同时保持图纸的简洁性。特别关注断裂视图和移动剖视图的使用规范。 详图与局部放大： 分析详图（Detail View）如何用于强调关键的、细节复杂的特征（如螺纹、倒角、滚花等），并指导读者如何根据详图信息确定这些特征的精确参数。 3. 材料、表面处理与制造工艺的标注 图纸上的标注是制造过程的“指令集”。 材料规范的解读： 区分标准材料牌号（如ASTM, EN, GB）与特定化学成分的要求，理解热处理状态（如调质、退火、淬火）对机械性能的决定性影响。 表面粗糙度符号体系： 深入理解表面加工符号的含义，包括Ra（算术平均粗糙度）、Rz（最大高度）以及加工符号（铣削、磨削、珩磨），并解释不同粗糙度等级在摩擦、密封和疲劳寿命中的作用。 特殊表面处理的标注： 解析镀层（如镀镍、镀铬）、阳极氧化和化学转化膜的符号，以及这些处理层对最终尺寸（特别是公差范围）的影响。 --- 第三部分：集成与实践——数字化环境下的工程转化 本部分将理论知识与现代数字化工具相结合，强调在实际生产环境中如何高效地执行图纸要求。 1. 从图纸到数控编程（CAM）的衔接 特征识别与模型构建： 阐述如何利用CAD软件（如SolidWorks, CATIA, NX）从工程图纸中重建精确的3D模型，并确保模型符合GD&T的几何特征定义。 工艺路线的规划： 讨论如何根据图纸的公差链和基准系统，反向推导出最优的加工顺序（粗基准、半精基准、精基准），以最小化误差积累。 2. 质量检验与验证的闭环控制 测量设备的选择与应用： 根据图纸的精度要求，指导读者选择合适的测量工具，如三坐标测量机（CMM）、光学扫描仪、激光跟踪仪等。 检验报告的解读： 如何对照图纸要求的公差带，准确地分析CMM输出的数据报告，判断零件是否合格，并识别出超差部分的根本原因。 本书结构严谨，内容深度适中，适合作为高等院校机械工程、材料科学、工业设计专业的高年级教材，同时也是从事模具制造、航空航天零部件加工和精密仪器仪表行业的工程师进行专业技能提升的必备参考书。通过本书的学习，读者将能够熟练掌握现代精密制造的“术”与工程图纸这门“语”，实现设计意图与制造现实的完美统一。

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