具体描述
《电机与拖动》共9章，包括电机理论中常用的基本知识和基本定律、直流电机、直流电动机的电力拖动、变压器、异步电动机、三相异步电动机的电力拖动、三相同步电机、控制电机、电动机容量的选择等内容。书中简要介绍了“电机与拖动”课程中常用的基本知识和基本定律，着重讲述了各类电机和变压器的基本结构、基本工作原理、内部电磁关系及工作特性等；重点讨论了电力拖动系统的起动、调速及制动时的运行性能与相关问题，并对电动机的容量选择进行了一般介绍。
《电机与拖动》各章均有思考题与练习题，并有《电机与拖动习题解答》一书与《电机与拖动》配套。
《电机与拖动》可作为自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的本科教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。
机械制造工艺基础 第一章：绪论 本教材旨在为机械制造工程专业的学生提供坚实的理论基础和实践指导，涵盖了现代制造业中至关重要的制造工艺原理、方法和技术。本书的编写遵循“理论与实践相结合，基础与前沿并重”的原则，力求使读者不仅理解制造过程的内在规律，更能掌握在实际生产中分析、选择和优化工艺方案的能力。 1.1 制造技术在现代工业中的地位与作用 在当今以信息技术和先进制造技术为驱动的工业4.0时代，制造工艺不再是简单的体力劳动组合，而是高精度、高效率、柔性化、智能化的系统工程。本章将深入探讨制造技术如何成为提升产品质量、降低生产成本、缩短产品开发周期的核心竞争力。我们将分析先进制造系统（如CIMS、FMS）的架构，并重点阐述数字化、网络化在制造过程中的集成应用。 1.2 机械制造工艺系统及其组成 制造工艺系统是一个复杂的有机整体，它由工艺对象（待加工零件）、工艺装备（机床、工具、夹具）、工艺文件（工艺规程）以及人这四个基本要素构成。本节将详细剖析各要素之间的相互作用关系，特别是如何通过优化工艺装备的选用和工艺规程的制定来实现系统整体性能的最优化。我们将引入系统工程的观点，对工艺系统的输入、输出和反馈机制进行建模分析。 1.3 制造工艺的分类与发展趋势 制造工艺方法多种多样，主要可按材料去除方式、成形原理、连接方式等进行分类。本章将系统梳理传统制造方法（如切削加工、铸造、锻压）与现代先进制造方法（如激光加工、增材制造、超精密加工）的适用范围和技术特点。同时，本节将前瞻性地探讨未来制造技术的发展方向，如增材制造（3D打印）对传统供应链的颠覆性影响、微纳制造技术在生物医疗和电子信息领域的应用前景，以及绿色制造与可持续发展理念如何重塑制造流程。 --- 第二章：金属材料的工艺性能 理解材料的内在属性是制定合理加工方案的前提。本章聚焦于工程中最常用的金属材料——黑色金属与有色金属，深入分析其在不同制造过程中的表现特性。 2.1 结构钢与不锈钢的组织与性能 重点讨论碳钢、合金钢的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）如何影响其力学性能，特别是硬度、强度、韧性之间的平衡关系。对于不锈钢，将详细阐述铬、镍等合金元素对奥氏体、铁素体、马氏体组织的影响，及其对应的焊接性能和抗腐蚀性。 2.2 有色金属及其合金的加工特性 铝合金、铜合金、钛合金因其轻质、耐腐蚀等特性在航空航天和汽车工业中应用广泛。本章将分析这些材料在塑性加工（如挤压、拉伸）和切削加工中的流动特性、切屑形成规律以及表面完整性要求。特别关注难加工材料（如镍基高温合金）的应对策略。 2.3 材料的增材制造专用性能考量 随着增材制造技术的发展，材料的粉末特性（如粒度分布、流动性、松装密度）成为影响打印质量的关键因素。本节将探讨粉末床熔融（PBF）和定向能量沉积（DED）工艺对材料微观结构重构的影响机制。 --- 第三章：铸造工艺基础 铸造是实现复杂形状零件毛坯制造的重要手段。本章从流动、凝固和组织形成三个核心环节，系统介绍铸造工艺的理论基础与应用实践。 3.1 铸造合金的液态行为与充型过程 研究熔炼过程对合金成分的控制，包括除气、除渣和变质处理。重点分析熔融金属在浇注过程中填充型腔的流动特性，包括紊流、射流现象，以及如何通过浇注系统设计（内浇口、分型面、排气道）来保证型腔的完全充满，避免铸造缺陷如气孔和冷隔。 3.2 凝固过程与内部组织控制 凝固是决定铸件性能的关键阶段。本章将运用热力学和动力学原理，分析金属的结晶过程，包括树枝晶的生长、溶质的偏析现象。探讨补缩原理，介绍冒口设计对消除缩孔、缩松的重要性。 3.3 主要铸造方法及其应用 详细介绍砂型铸造（粘土砂型、树脂砂型）、特种铸造（熔模铸造、压力铸造、金属型铸造）的工艺流程、优缺点及适用范围。针对高精度、复杂结构件，将深入解析熔模铸造的脱蜡过程和型壳强度控制。 --- 第四章：塑性加工工艺 塑性加工通过外力使金属材料在固态下发生塑性变形，以获得所需形状和性能。 4.1 压力加工的应力与应变分析 引入平均应力、最大剪应力等概念，分析金属在压缩、拉伸、弯曲和扭转变形过程中的流动应力与变形抗力。讲解金属的加工硬化现象及其对后续变形的影响。 4.2 锻压工艺与模具设计 深入探讨自由锻、模锻和胎模锻的工艺特点。重点分析模锻过程中的材料流动控制，包括镦粗、拔长、凹陷等基本工序的力学分析。介绍锻模的结构设计、材料选择及寿命评估方法。 4.3 轧制与连轧工艺 轧制是板、带、管材的主要成形方法。本章阐述轧制过程中的压力、摩擦力计算，以及变形区内的应力状态。分析多轧程、多道次的轧制工艺路线优化，以实现尺寸精度和力学性能的均匀性要求。 --- 第五章：切削加工基础理论 切削加工是应用最广泛的去除材料方法。本章奠定理解切削力、刀具磨损和表面质量的基础。 5.1 切削三要素与切削力 详细分析切削速度、进给量和背吃刀量对切削过程的影响。建立基于奥氏-泰勒模型的切削力计算方法，并讨论三向切削力对机床刚度和加工精度的影响。 5.2 铁屑的形成与演变 阐述积屑瘤的形成机理、稳定性和脱落过程。分析不同加工条件下（如高速切削、低速深切）的切屑类型（连续屑、断续屑、屑末）及其对表面质量的耦合关系。 5.3 刀具材料、几何形状与磨损机理 系统介绍高速钢、硬质合金、陶瓷和PCD等刀具材料的性能特点。重点分析刀具的前刀面磨损、后刀面磨损和粘结磨损的物理化学过程，并引入寿命预测模型，指导刀具的选用和寿命管理。 --- 第六章：典型机械加工工艺与设备 本章将理论知识应用于具体加工方法和常用机床。 6.1 车削加工工艺 分析普通车床、万能外圆磨床的工作原理。讨论车削中的振动、颤振现象及其对表面粗糙度的影响。介绍精密车削和超精密车削对机床结构、减振降噪和环境控制的要求。 6.2 铣削与镗削加工 阐述平面铣削、曲面铣削的刀具路径规划与编程逻辑。对比普通铣削和高速铣削（HSM）在热影响区、刀具寿命和加工效率上的差异。镗削在精密内孔加工中的应用优势分析。 6.3 磨削与超精加工 磨削作为最终加工手段，重点讨论砂轮的选择、修整与平衡。解析磨削烧伤的产生机理及其对零件疲劳强度的影响。介绍珩磨、研磨等超精加工技术，如何实现极低的表面粗糙度和高尺寸精度。 --- 第七章：先进制造技术概览 本章介绍面向高附加值和复杂结构制造的新兴工艺。 7.1 非传统加工方法 系统介绍电火花加工（EDM）的机理、参数控制与应用范围（尤其适用于硬质合金和复杂型腔）。深入探讨激光加工（切割、钻孔、熔覆）的热物理过程及其在精密制造中的优势。 7.2 增材制造（3D打印）工艺链 详细分析选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术的工艺流程，包括粉末准备、成型过程的温度梯度控制和残余应力管理。探讨增材制造的后处理技术，如热等静压（HIP）对致密度的提升作用。 7.3 柔性制造系统与自动化 阐述数控（NC）技术、计算机辅助制造（CAM）在现代生产线中的集成应用。讨论柔性制造系统（FMS）如何通过快速换型、在线检测实现多品种、小批量的经济化生产。 --- 第八章：制造过程的质量控制与优化 质量控制是贯穿整个制造过程的主线。 8.1 尺寸链分析与公差配合设计 应用尺寸链原理分析装配误差的累积效应。复习并深化对标准公差、配合及形位公差的理解，确保零件在装配和使用中的功能性。 8.2 表面完整性与残余应力 评估不同加工方法对零件表面粗糙度、微观硬度、疲劳性能的影响。分析切削、磨削、热处理过程中产生的残余应力的分布特征，以及如何通过应力释放技术（如应力消除退火）来提高零件寿命。 8.3 工艺规程的编制与经济性分析 指导读者如何根据零件图纸要求、材料特性和现有设备条件，系统地编制完整的、可执行的加工工艺规程（包括工序、定位基准、装夹方式、刀具选择）。引入工艺路线的经济性评价指标，如单位时间制造成本核算和设备利用率分析，以实现工艺方案的最优化决策。
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