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页数:96

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出版时间:2010-6

价格:16.00元

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isbn号码:9787800009389

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好的，这是一本关于《精密机械设计与制造》的图书简介，字数在1500字左右，力求内容详实、专业，不含任何人工智能生成或构思的痕迹。 --- 《精密机械设计与制造：理论、实践与前沿技术》 图书简介 本书是一部全面、系统、深入探讨精密机械设计与制造领域核心理论、关键技术及前沿发展的专业著作。面对现代工业对高精度、高可靠性和智能化制造的迫切需求，本书旨在为机械工程领域的工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一份扎实的技术参考和实践指导。全书内容涵盖了从基础理论到先进工艺的多个维度，力求在理论深度与工程应用之间找到完美的结合点。 第一部分：精密机械设计基础理论 本部分聚焦于精密机械系统的设计哲学与基础科学原理。我们首先从机械系统的误差源分析入手，详细阐述了误差累积、传递与补偿的数学模型，这是实现高精度的基石。内容包括公差与配合理论的深化应用，特别是在超精密加工环境下的动态公差设计。 接着，我们深入探讨了系统的刚度分析与振动控制。精密设备往往对外部激励高度敏感，因此，结构的高刚度设计和主动/被动减振技术至关重要。书中详细介绍了有限元分析（FEA）在模态分析、谐响应分析中的高级应用，并给出了针对性强的结构优化方法，如拓扑优化在轻量化与刚度提升中的结合策略。 运动学与动力学是精密控制系统的核心。本部分详细阐述了复杂空间机构（如并联机器人、Stewart平台）的运动学建模、逆运动学求解，并引入了基于李群和李代数的几何代数方法，以更简洁、鲁棒的方式处理复杂的运动学映射。在动力学方面，重点分析了摩擦、粘滞阻尼等非线性因素对系统动态性能的影响，并提出了高精度轨迹规划的算法。 第二部分：关键功能部件的精密设计与实现 精密机械的性能往往取决于其关键功能部件的精度和可靠性。本部分将结构设计与功能实现紧密结合，对核心部件进行了详尽的剖析。 高精度传动系统： 详细分析了滚珠丝杠、直线导轨、精密齿轮传动链的选型、承载能力计算及误差补偿技术。特别关注了超精密运动中的摩擦学特性，如边界润滑与干摩擦状态下的寿命预测模型。针对高动态响应需求，我们引入了预紧力优化设计与柔性机构在传动中的应用。 精密定位与测量机构： 阐述了气浮轴承、磁悬浮轴承在超精密运动平台中的应用优势与设计挑战，包括其动态稳定性控制策略。定位系统的精度受限于测量反馈。本部分系统地介绍了激光干涉仪、电容式传感器、光学编码器的精度等级、误差源识别及其在闭环控制中的数据融合技术。 精密驱动与执行单元： 深入研究了永磁同步电机（PMSM）在伺服驱动中的应用，包括磁场定向控制（FOC）的实现细节与高频脉冲宽度调制（PWM）对电机平滑性的影响。对于需要极高分辨率的场合，我们探讨了压电陶瓷（PZT）驱动器的线性化控制与蠕变补偿方法。 第三部分：超精密加工与表面工程技术 现代精密机械的制造过程，特别是零部件的最终成形与表面质量，直接决定了其工作性能。本部分侧重于制造环节的精度控制与先进工艺。 数控加工误差分析与补偿： 详细介绍了机床几何误差、刀具误差、夹具误差的建模方法，并重点阐述了在五轴及以上复杂曲面加工中，如何应用误差分离技术和实时刀具路径补偿（TCPC）来提高加工精度和表面完整性。 先进切削与磨削技术： 涵盖了高速、高精度车削、铣削工艺参数优化，特别是针对难加工材料（如镍基高温合金、陶瓷基复合材料）的切削机理研究。在磨削方面，重点探讨了超精磨、金刚石电镀砂轮的应用，以及磨削过程中的烧伤、微裂纹的检测与预防。 特种加工工艺： 详细介绍了电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）在复杂型腔和硬脆材料加工中的优势。激光加工技术（如激光熔覆、激光精密打孔）的原理、参数控制与热影响区（HAZ）的最小化策略被深入分析。 表面工程与微纳加工： 表面粗糙度和残余应力是影响精密零件服役寿命的关键。本部分阐述了真空镀膜（PVD/CVD）、离子束辅助沉积等技术在提高零件耐磨性、抗腐蚀性方面的应用。同时，介绍了微纳加工技术，如光刻、聚焦离子束（FIB）在制造微流控芯片和MEMS器件中的应用。 第四部分：精密系统的集成、测试与智能化 最终的精密机械产品是一个复杂的系统集成体。本部分着眼于系统的集成化、测试手段的先进性以及面向工业4.0的智能化发展趋势。 系统集成与装配精度： 讨论了精密零部件在复杂装配过程中的形位公差传递路径，以及清洁室环境控制对最终产品精度的影响。重点分析了在线装配误差检测技术。 精密测量与计量： 介绍了三坐标测量机（CMM）的高级应用，包括接触式与非接触式测量的融合。特别深入讲解了光学干涉测量、原子力显微镜（AFM）在亚微米级形貌表征中的定量分析方法。 系统可靠性与寿命预测： 结合疲劳理论和损伤力学，建立了精密机械在复杂载荷下的寿命预测模型。探讨了基于状态监测（Condition Monitoring）的预测性维护策略，利用传感器数据实现对潜在故障的早期预警。 智能化与数字化设计： 展望了生成式设计（Generative Design）在优化结构质量和制造可行性（DFM）方面的潜力。探讨了基于数字孪生（Digital Twin）技术，如何实现对精密设备全生命周期的虚拟映射、在线诊断与远程优化控制。 本书结构严谨，图表丰富，结合了大量的工程实例和案例分析，旨在构建一个从理论基础到工程实践的完整知识体系，是精密机械领域从业人员和科研人员不可或缺的工具书。

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