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《高速加工与数控编程》阐述了高速加工机理及国内外在此方面的研究，详细介绍了高速加工的关键技术，进行了高速铣削有限元分析，优化了高速铣刀的几何参数，研究了高速加工的策略与数控技术，分析了STEP-NC新型数控模型及其与高速加工的关系，最后给出了STEP-NC-HSM系统开发实例。
《高速加工与数控编程》可供数控加工、高速铣削方面的工程技术人员参考使用，也可作为大专院校、科研院所的选修教材及科技人员阅读。
现代制造技术：从材料到成形 (Modern Manufacturing Technology: From Materials to Forming) 内容提要： 本书旨在全面、系统地阐述现代制造业的核心基础与前沿进展，重点聚焦于先进材料的性能、加工工艺的优化以及复杂零件的成形制造技术。全书共分六个主要部分，涵盖了从微观材料科学到宏观系统集成的关键领域，旨在为机械工程、材料科学、制造工程以及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本权威且实用的参考著作。 第一部分：先进材料基础与性能 (Fundamentals and Properties of Advanced Materials) 本部分深入探讨了现代工业中广泛应用的几类关键结构材料和功能材料的微观结构、力学性能及热力学行为。 晶体学与缺陷理论回顾： 简要回顾晶体结构、晶界、位错等微观缺陷对材料宏观性能的影响，特别是它们在塑性变形和断裂过程中的作用。 高性能合金设计与制备： 详细分析了镍基高温合金、钛合金、高熵合金（HEA）的相变、强化机制以及熔炼与凝固过程中的控制技术。着重讨论了定向凝固和单晶技术在提升极端服役性能中的应用。 先进陶瓷与复合材料： 介绍陶瓷材料的制备工艺（如粉末冶金、反应烧结），重点分析了碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）等结构陶瓷的抗热震性和耐磨性。对于纤维增强复合材料（CMC，MMC，PMC），阐述了界面设计、层合结构设计及其非线性力学行为。 功能性与智能材料： 探讨了形状记忆合金（SMA）、压电材料、磁性材料等在传感器、执行器和自适应结构中的应用，包括其本构关系和环境敏感特性。 第二部分：材料的连接与表面工程 (Material Joining and Surface Engineering) 本部分关注如何通过先进的连接技术实现异种材料的可靠集成，以及如何通过表面改性技术赋予材料特定的功能。 先进连接技术： 详述了扩散连接、搅拌摩擦焊（FSW）、激光复合焊等固态和半固态连接工艺。对于难焊材料（如铝锂合金、超高强度钢），探讨了残余应力、热影响区（HAZ）的控制策略及其对连接强度的影响。 高能束流表面改性： 深入解析了离子束沉积（IBD）、等离子喷涂（PS）和物理/化学气相沉积（PVD/CVD）的原理。重点讨论了薄膜的应力状态、致密性控制及与基体的附着力机制。 热处理与残余应力管理： 阐述了渗碳、渗氮等热化学处理对表面硬度和耐疲劳性的提升作用。讨论了在不同冷却速率和加热周期下，残余应力（拉应力和压应力）的分布特征及对零件寿命的评估方法。 第三部分：材料的切削与非传统去除工艺 (Material Removal Processes: Cutting and Non-Conventional Techniques) 本部分侧重于材料去除过程中的物理机制、热影响及刀具材料的演变。 切削力学与摩擦学： 基于流变学模型，分析了切削过程中的塑性变形区应力状态和芯片的形成机理。详细研究了刀具与工件界面间的摩擦系数、磨损机制（如粘着磨损、扩散磨损）以及润滑冷却液的流体动力学效应。 刀具材料与涂层技术： 介绍了硬质合金、高速钢（HSS）以及新型陶瓷刀具的性能。重点分析了类金刚石（DLC）和氮化钛（TiN）等先进涂层在提高刀具耐磨性、降低摩擦系数方面的效果。 电化学加工（ECM）与电火花加工（EDM）： 系统阐述了ECM的法拉第定律应用、电解液的选择与流场控制。对于EDM，分析了火花放电的物理过程、等离子通道的演变以及对表面层微观组织的改变（如熔融重铸层）。 超声波加工与激光烧蚀： 探讨了利用超声振动辅助加工提高脆硬材料的加工质量。激光加工部分着重于飞秒激光和皮秒激光在微细结构加工中的优势，以及等离子体对加工精度的影响。 第四部分：先进材料的塑性成形 (Advanced Plastic Forming of Materials) 本部分聚焦于如何通过塑性变形将原材料转化为具有特定形状和内部结构的部件。 热/冷锻与挤压工艺： 分析了模具设计中的应力集中问题、材料的流变应力模型。讨论了热成形（Hot Stamping）技术在汽车轻量化结构件制造中的应用及其冷却过程中的相变控制。 板材冲压与深拉伸： 深入研究了材料的弹塑性本构关系在冲压过程中的应用。重点探讨了成形极限图（FLD）的建立、回弹（Springback）的预测与补偿技术，特别是对于复杂曲面零件。 旋压与辗压技术： 阐述了旋压过程中的多道次变形路径优化，以及辗压成形技术在制备轴承滚道、齿轮等旋转对称零件中的优势，包括其对材料内部晶粒细化的效果。 增材制造（3D打印）的前期准备： 简要介绍金属增材制造中粉末的选择、铺粉技术（如SLM/EBM）的能量密度控制，作为后续塑性或熔融连接的过渡环节。 第五部分：质量控制与无损评估 (Quality Control and Non-Destructive Evaluation, NDE) 本部分关注如何确保制造过程的稳定性和最终产品的可靠性，强调制造过程的在线监控和缺陷的早期检测。 过程传感与数据采集： 介绍在切削、焊接和成形过程中使用的力、温度、声发射传感器。讨论了如何利用高频数据采集系统实时监测工艺参数的波动。 无损检测技术： 详述了超声波C扫描技术、相控阵超声（PAUT）在检测内部裂纹、孔隙和界面缺陷中的应用。对X射线计算机断层扫描（CT）在三维内部结构重建中的分辨率和局限性进行了评估。 疲劳与断裂评估： 讨论了基于表面残余应力测量的X射线衍射法（XRD）以及声发射技术在疲劳裂纹扩展监测中的应用。引入了损伤容限设计（Damage Tolerance Design）的基本概念。 第六部分：先进制造系统的集成与优化 (Integration and Optimization of Advanced Manufacturing Systems) 本部分将前述的材料、工艺和质量控制联系起来，探讨现代制造系统如何实现高效、柔性的生产。 工艺参数的数值模拟： 介绍了有限元方法（FEM）在模拟金属成形、切削热行为中的应用。重点讨论了用户自定义材料模型（UMAT/VUMAT）的建立在提高预测精度中的作用。 柔性制造系统（FMS）与自动化： 探讨了机器人集成、自动化上下料系统在减少人工干预和提高重复精度方面的设计原则。 智能制造与数字化孪生（Digital Twin）： 展望了基于物联网（IoT）和大数据分析的制造系统，如何通过建立物理实体的数字模型，实现对生产过程的预测性维护和实时优化。 本书特色： 本书的重点在于深入的物理机制分析和实际工程应用的结合。它避免了对特定设备或操作系统的详细介绍，而是专注于支持这些操作背后的材料行为、热力学原理和力学模型。内容覆盖了材料的极端性能、复杂变形的控制以及高精度检测手段，为读者构建了一个全面、跨学科的现代制造知识体系。读者将获得理解和解决实际制造难题所需的坚实理论基础。
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