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页数:332

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出版时间:2010-5

价格:28.00元

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isbn号码:9787511403575

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• 热力发电
• 节能减排
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精密机械设计与制造：现代工业的核心驱动力 本书旨在深入探讨精密机械设计与制造领域的最新进展、核心理论与实践应用。全书结构严谨，内容涵盖从基础理论到尖端技术的多个层面，力求为机械工程师、研发人员及相关专业学生提供一份全面、深入且具有高度参考价值的技术指南。 第一部分：精密机械设计基础与理论革新 本部分聚焦于现代精密机械设计所依赖的理论基石，并引入了当前学科发展的前沿思维。 第一章：误差理论与误差补偿的深度解析 本章系统梳理了误差理论的经典模型，如随机误差、系统误差的统计学处理方法。重点阐述了误差源的识别、量化及在复杂装配链中的误差累积分析。不同于传统侧重于“减小误差”的论述，本章着重探讨了“主动误差补偿”策略。详细介绍了基于反馈控制的实时补偿技术，包括激光干涉测量系统在闭环控制中的应用，以及利用智能算法（如模糊逻辑和神经网络）对机床运动误差进行非线性补偿的建模与实现方法。讨论了热误差、振动误差和导轨摩擦误差的耦合效应及其在超精密加工中的影响。 第二章：先进材料在精密结构中的应用 精密机械的性能高度依赖于所用材料的特性。本章深入研究了具有高比强度、高刚度和低热膨胀系数的先进材料。内容包括超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在低摩擦导轨中的应用、陶瓷材料（如氮化硅、氧化锆）在高速轴承和主轴系统中的优势与挑战。特别关注了新型复合材料，如碳纤维增强聚合物（CFRP）在轻量化设计中的结构优化，以及金属玻璃在微纳结构制造中的潜力。此外，还探讨了表面工程技术，如PVD/CVD涂层、离子注入，如何显著提升关键零部件的耐磨性、抗腐蚀性和表面硬度。 第三章：机械动力学与振动控制策略 对高速、高精度机械系统而言，动力学稳定性是性能的决定性因素。本章从连续体动力学出发，过渡到离散化建模方法，如有限元法（FEM）在模态分析中的应用。详细分析了转子动力学中的临界转速、不对称刚度效应及涡动、颤振的抑制技术。在振动控制方面，本书重点介绍了主动隔振和半主动隔振技术。内容包括磁悬浮轴承（Maglev Bearing）的控制算法设计、压电作动器（PZT Actuator）的精确驱动与建模，以及利用加速度反馈和阻尼系数可调的MR（磁流变）阻尼器在复杂工况下的应用。 第二部分：现代精密制造工艺与系统集成 本部分将理论知识转化为具体的制造实践，涵盖了从微观加工到整体系统集成的关键技术。 第四章：超精密加工技术与表面形成 本章专注于达到纳米级表面粗糙度和形状精度的制造方法。详细介绍了金刚石车削、磁流变抛光（MRF）、离子束抛光（IBF）和电化学加工（ECM）的工艺窗口和适用范围。对于非传统加工方法，如激光冲击强化（LSP）和超声振动辅助加工，本章提供了详细的力学模型和对材料微观结构的影响分析。重点讨论了如何通过优化刀具材料、切削参数和冷却润滑体系，实现对难加工材料（如镍基高温合金、高硬度钢）的低损伤加工。 第五章：微纳制造与增材制造的前沿探索 微纳制造是实现MEMS/NEMS和高密度集成的关键。本章系统介绍了光刻、电子束刻蚀（E-beam Lithography）的工艺流程优化，以及软光刻（Soft Lithography）在复杂三维结构复制中的应用。在增材制造（AM）方面，本书聚焦于高精度金属和陶瓷的制造。详细分析了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）中的熔池动力学、残余应力形成机制及其消除策略。探讨了如何通过多尺度建模来优化打印路径，以控制微观晶粒结构和宏观力学性能的一致性。 第六章：高精度测量、传感与反馈系统 精密制造离不开高精度的在位测量和反馈。本章详细介绍了非接触式测量技术，如激光共聚焦显微镜、原子力显微镜（AFM）的工业化应用。重点阐述了编码器和线性尺的误差标定方法，以及白光干涉仪在形貌测量中的应用。在传感技术上，本书深入探讨了光纤布拉格光栅（FBG）传感器在极端环境（高温、高压）下对结构应变和温度的实时监测，以及高频电涡流传感器在监测间隙和振动中的精确度提升方法。强调了多传感器数据融合技术在构建高可靠性反馈控制回路中的作用。 第七章：精密机床结构设计与系统集成优化 本章将前述所有技术要素集成到现代高精度机床的设计流程中。内容包括高性能伺服驱动系统的选型、匹配与刚度设计，例如直线电机驱动系统的选配原则与控制参数整定。详细分析了工作台、导轨系统的动态刚度优化，以及如何通过结构拓扑优化来平衡刚度、质量和散热性能。最后，本章探讨了数字化集成，包括机床的热平衡设计、环境因素的补偿集成，以及如何利用数字孪生技术（Digital Twin）对整机性能进行虚拟验证和寿命预测。 本书通过详实的案例分析、严格的数学推导和丰富的工程实例，旨在培养读者将理论知识应用于解决复杂精密工程问题的能力，推动我国高端装备制造业的技术升级。

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