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出版者:

作者:Venkatesh, V. C./ Izman, Sudin

出品人:

页数:418

译者:

出版时间:2008-4

价格:$ 112.94

装帧:

isbn号码:9780071548274

丛书系列:

图书标签:

• 机械
• 工程
• 精密工程
• 机械工程
• 制造技术
• 测量技术
• 误差分析
• 公差设计
• 微纳加工
• 先进制造
• 质量控制
• 可靠性工程

好的，以下是关于一本名为《Precision Engineering》的图书的详细内容简介，旨在全面介绍其核心主题、范围、目标读者以及预期贡献，完全不涉及“人工智能生成”或类似表述。 《精密工程学：从理论基础到前沿应用》内容简介 图书名称：《精密工程学》 目标读者： 本书面向高等院校机械工程、材料科学、电子工程、控制系统等相关专业的本科生、研究生，以及在航空航天、高端制造、生物医学器械、微纳技术等领域从事研发和生产的工程师与技术人员。 图书定位： 本书旨在构建一套全面、系统且深入的精密工程学理论与实践框架。它不仅仅是对现有制造技术和测量方法的罗列，更是对“实现高精度、高可靠性、高性能复杂系统”这一核心目标所需知识体系的深度剖析。本书强调理论的严谨性与应用的贴近性相结合，为读者提供解决复杂精密工程问题的工具箱。 第一部分：精密工程学的基石与理论框架（理论基础） 本部分奠定精密工程学的数学、物理和统计学基础，为后续的高级主题做好准备。 第一章：精密工程学的概念、历史与范畴 定义与内涵： 阐明“精密”与“精度”、“准确度”、“公差”之间的本质区别。精密工程学不再局限于传统的机械加工公差，而是涵盖了从微米级到纳米级的全尺度系统性能的控制。 跨学科的交汇点： 详细探讨精密工程学如何融合材料科学、热力学、计量学、信息论和控制理论。 历史演进： 回顾从钟表制造、精密光学到现代半导体制造的发展历程，强调关键技术飞跃点。 第二章：几何量与误差的统计学描述 误差理论基础： 深入介绍随机误差与系统误差的数学模型（正态分布、伽马分布等）。 误差的传播与合成： 详细推导误差在多步加工、装配和测量过程中的叠加规律，重点讲解如何通过误差预算（Error Budgeting）指导设计。 测量系统分析（MSA）： 介绍重复性、再现性、线性度、分辨率等关键指标的评估方法，确保测量数据的可靠性。 第三章：材料在精密制造中的行为 材料的本构关系与微观结构： 聚焦于精密加工过程中材料的塑性、弹性变形、断裂韧性，以及亚表面损伤的控制。 先进材料的选择与应用： 探讨低热膨胀系数材料（如Invar、陶瓷基复合材料）在精密结构中的应用，以及表面处理技术（如硬质涂层、化学气相沉积）对表面完整性的影响。 热机械耦合效应： 分析加工热、环境温度变化对工件尺寸稳定性的影响，以及如何通过材料选择和环境控制进行补偿。 第二部分：精密制造过程的核心技术（制造工艺） 本部分侧重于当前实现高精度加工和成型的关键技术，着重于物理机制的理解和工艺参数的优化。 第四章：超精密切削与磨削 单点金刚石车削与铣削： 重点讨论如何通过优化刀具几何形状、进给速度和切深来实现纳米级表面粗糙度，以及对非球面、自由曲面的加工案例。 精密磨削机理： 分析砂轮磨耗、磨粒切削力、磨削热对工件表面完整性的影响。介绍超精密磨粒的特性和应用。 振动与动态误差控制： 深入讲解机床的固有频率、阻尼特性对加工精度的影响，以及主动/被动隔振技术。 第五章：非接触式与增材制造技术 激光加工技术： 覆盖激光切割、熔覆、烧蚀的物理过程，特别是飞秒/皮秒激光在微结构加工中的应用及其热影响区控制。 光刻与电子束技术（EBL）： 作为微纳制造的核心，详细解析光刻胶的曝光与显影过程，以及分辨率极限的物理限制。 精密增材制造（AM）： 探讨选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）如何应用于制造复杂、高精度的一体化精密部件，并着重分析层间结合和残余应力控制。 第六章：特种精密加工方法 电化学加工（ECM）与电火花加工（EDM）： 深入探讨其在加工难加工材料（如镍基高温合金）时的优势，以及如何控制电极间隙和脉冲参数以提高表面质量。 精密塑性变形与冷加工： 介绍超塑性成形、精密锻造和滚压技术在保持材料晶粒结构完整性方面的应用。 第三部分：高精度测量与计量学（检测与表征） 精密工程的实现依赖于精确的反馈。本部分聚焦于实现高精度测量的理论、仪器和方法。 第七章：几何量的高精度测量方法 接触式测量技术： 深入分析坐标测量机（CMM）的误差源（结构误差、环境误差、探针误差）及其校准技术，包括激光跟踪仪和球杆仪的应用。 光学与非接触式测量： 全面介绍白光干涉测量、共聚焦显微镜、相位移干涉仪在测量微观表面形貌中的原理、局限性和数据处理方法。 轮廓与粗糙度测量： 区分不同的测量标准（ISO/ASME），并介绍原子力显微镜（AFM）在纳米尺度表征中的作用。 第八章：系统集成与实时反馈控制 精密运动控制系统： 讲解伺服驱动器、编码器、直线电机的工作原理及其对系统动态响应的影响。 误差补偿与主动控制： 探讨基于模型和基于数据的误差补偿策略。介绍如何利用高速传感器和快速执行器（如压电陶瓷驱动器）实现对环境扰动和系统非线性的实时抑制。 计量基准与溯源性： 阐述长度、角度等量值的国家标准体系，确保精密测量的国际一致性和可靠性。 第四部分：前沿应用与系统集成（实际案例） 本部分将理论和技术应用于具体的复杂系统，展示精密工程学的实际价值。 第九章：微纳系统（MEMS/NEMS）的设计与制造 微纳尺度效应： 讨论在微纳尺度下，表面张力、范德华力等宏观尺度忽略的因素如何主导系统行为。 集成工艺链： 分析从硅基、玻璃基到柔性基底上的微器件制造流程，以及关键的键合与封装技术。 第十章：精密光学元件的制造与装配 非球面与自由曲面加工挑战： 探讨如何通过计算机控制磨削（CNC Grinding）和离子束抛光（Ion Beam Figuring）来实现极高精度的光学表面。 复杂光学系统的装配： 介绍零误差对准、热稳定性设计以及真空环境下的精密装配技术，特别是在望远镜和高能激光系统中的应用。 第十一章：精密医疗与生物制造 植入式器械的精密要求： 探讨心脏起搏器、人工关节等对材料生物相容性和尺寸精度的苛刻要求。 微流控芯片与细胞分选： 分析微纳加工技术在构建高通量、高分辨率生物检测平台中的应用。 结语：展望未来 总结精密工程学领域当前面临的挑战（如原子级制造、跨尺度建模），并展望其在智能制造、量子技术和深空探测等未来关键领域的发展方向。 本书特色： 1. 深度融合理论与实践： 每章均配有丰富的案例分析和来自工业界的实际数据，帮助读者将抽象的数学模型转化为具体的工程决策。 2. 强调全流程控制： 不仅关注单一的加工或测量环节，更着重于从初始设计（公差分配）到最终检验（性能验证）的整个精密链条的优化。 3. 丰富的图表和数学推导： 包含大量原创的工艺流程图、误差分布图示和关键方程的详细推导过程，便于自学与教学使用。

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我最近对**超精密测量学**产生了浓厚的兴趣，手里也翻阅了好几本相关著作，但《Precision Engineering》这本书带给我的震撼是独一无二的。它对误差源的识别和量化处理，简直是一门艺术！作者并没有简单地罗列测量仪器，而是花了大篇幅去剖析**环境误差、仪器系统误差以及随机误差**是如何相互作用，最终影响到最终测量结果的。比如，它对**激光干涉仪在动态误差补偿**中的应用讲解得极其细致，甚至包含了针对不同工作台运动模式的补偿算法思路。我尤其欣赏其中关于**溯源链的建立和不确定度评定**的章节，它不是枯燥的公式堆砌，而是通过一系列实际的测量场景，手把手地教读者如何构建一个合规且可靠的测量体系。这本书的深度，已经超越了一本“入门”或“进阶”的范畴，它更像是一部**精密测量工程师的案头工具书和哲学指南**。如果说有什么遗憾，那就是在**基于AI和机器视觉的自动化质量检测**这一新兴领域的内容略显单薄，这一点或许是受限于出版时间，但对于追求未来制造标准的读者来说，这是一个可以期待后续版本改进的方向。

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说实话，我买这本书原本是抱着试一试的心态，因为我对**机械设计中的刚度优化**一直抱有困惑。这本书的“**结构-材料-加工**”三位一体的分析方法，彻底颠覆了我以往孤立看待问题的角度。作者非常强调，任何零件的精度都不是单一因素决定的，而是这三者相互妥协和耦合的结果。在讲解**热弹性变形控制**时，书中引入了**有限元分析（FEA）**的实际应用案例，并且非常清晰地展示了如何通过修改边界条件和材料属性来优化结构的固有频率和热膨胀系数。我对比了其他几本专门讲FEA的书，它们往往只关注软件操作，而这本书则专注于**如何将仿真结果转化为可制造的、具有高精度的物理实体**。这种跨学科的整合能力，是这本书最宝贵的财富。它让我明白了，真正的精密工程，是系统工程的极致体现。读完后，我在设计一个高负载工作台时，立刻应用了书中提到的“**非线性刚度分布设计**”思路，效果立竿见影。这是一本充满**工程智慧**的书籍，而不是冷冰冰的技术手册。

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作为一名从事**高精度运动控制系统集成**的工程师，我对这本书的**系统级精度预算和误差分配**的章节给予最高评价。在设计复杂的机电一体化系统时，最大的挑战往往不是单个部件的精度，而是如何将几十个部件的误差合理地累积和抑制。这本书提供的**基于蒙特卡洛模拟的容差链分析**方法非常实用，它不仅给出了如何计算最差情况下的总误差，更重要的是，它指导我们如何在系统设计初期就通过优化关键路径的精度要求，来实现**成本和性能的最佳平衡**。书中对**热膨胀导致的装配误差分析**的案例尤其经典，它展示了如何在系统运行时，通过主动的温度补偿算法来抵消静态装配带来的精度损失。这本书的语言风格严谨而不失条理，逻辑链条清晰，使得那些原本晦涩难懂的系统集成问题变得迎刃而解。我强烈推荐给所有参与**半导体制造设备、高精度机床或航空航天伺服系统**研发的工程师们，它会帮助你的项目从“能用”迈向“世界一流”。

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我是一名材料科学背景的研究生，刚开始接触实际的工程应用，感觉在**超精密表面完整性**方面总是抓不住重点。这本书的第十章，专门讨论了**切削过程中的微观塑性变形与残余应力控制**，简直是为我量身定做的。它详细描述了不同刀具几何形状（尤其是**刀尖圆弧半径和前角**）如何影响材料的去除模式，并用**扫描电子显微镜（SEM）**的图像直观地展示了亚微米级切削层下的晶格损伤。更让我受益匪浅的是，它将**材料的微观组织**（如晶粒尺寸、相变）与**宏观的尺寸精度**直接联系起来，这在很多传统的机械设计教材中是看不到的深度。书中对**激光冲击强化**等表面改性技术如何提升疲劳寿命的论述也十分到位。如果你想知道为什么一个零件在理论计算上可行，但在实际加工后会过早失效，这本书会给你一个基于**材料本征行为**的答案。它鼓励读者不要停止在“能加工出来”的层面，而要深究“为什么能以这种方式加工出来”。

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这本关于精密工程的书简直是我的救星！我一直在寻找一本能深入浅出地讲解现代制造工艺的书籍，市面上很多同类书籍要么过于理论化，要么就是只停留在表面。这本书的作者显然是位经验丰富的一线工程师，他对材料科学、公差配合、表面处理等关键环节的阐述，既有扎实的理论基础，又不乏实际案例的支撑。我特别欣赏它对**纳米级加工**的详细介绍，这对于我目前正在参与的一个高精度光学元件项目至关重要。书中的图表制作精良，清晰地展示了复杂的机械结构和加工流程，让我能迅速抓住核心概念。阅读过程中，我感觉自己就像是跟随着一位大师在车间里进行实地考察，每一步操作的注意事项都被讲解得非常到位。唯一美中不足的是，关于**增材制造（3D打印）在超精密零件成型**方面的探讨略显保守，虽然提到了潜力，但缺乏更前沿的技术突破案例分析，这方面如果能再增加一些篇幅，那就堪称完美了。总体而言，对于从事高端制造业、对“如何把事情做到极致”有追求的技术人员来说，这本书绝对值得投资，它提供的不仅仅是知识，更是一种对**精度极限**的敬畏和追求。

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有意思的,Precision Grinding, All kinds of bearing, Guideways, Drives.这些主要是精密仪器结构的基本信息. MEMS比较概括.mechanics of Cutting 不够细.Tool material那章很乱.

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