电火花机和线切割机编程与机电控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:李忠文

出品人:

页数:277

译者:

出版时间:2004-1

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787502549190

丛书系列:

图书标签:

• 电火花机
• 线切割机
• 数控编程
• 机电控制
• 制造技术
• 模具加工
• 机械加工
• 工业自动化
• 精密制造
• CNC

智能制造时代的精密加工技术精要 本书聚焦于现代高端制造业中至关重要的两大精密加工技术——超精密磨削技术与激光加工技术。在当前的工业升级浪潮中，对零部件的尺寸精度、表面质量和复杂结构实现能力的要求达到了前所未有的高度，这使得掌握先进的非传统加工方法成为工程师和技术人员的核心竞争力。 第一部分：超精密磨削技术的理论与实践 本部分深入剖析了超精密磨削（Ultra-Precision Grinding, UPG）的物理机制、关键参数控制以及在苛刻精度要求下的应用策略。 第一章：磨削过程的微观力学与热影响 本章首先建立磨削过程中砂轮与工件界面相互作用的力学模型，详细阐述了切削力、磨削力与磨粒几何形状、进给速度、磨削深度之间的定量关系。不同于传统磨削，超精密磨削关注的是亚微米级别的去除过程，因此，本章重点分析了单个磨粒的切削行为，包括犁沟效应、粘着磨粒的二次切削以及表面完整性的保持。 随后，深入探讨了磨削过程中的热效应。高温是导致工件表面产生微裂纹、残余应力甚至烧伤的主要因素。本章利用有限元分析（FEA）方法，对磨削热源的分布和瞬态热传导路径进行了精确模拟，并据此提出了降低热损伤的冷却液（或切削液）选择、流场优化设计以及脉冲式磨削策略。对马氏体钢、镍基合金等难加工材料的磨削热特性进行了专题讨论。 第二章：先进磨具材料与结构设计 磨具是实现超精密加工的“刀具”。本章全面覆盖了现代超精密磨具的材料科学基础。详细介绍了单晶金刚石（SCD）磨具、立方氮化硼（CBN）磨具的制造工艺、晶体结构特性及其对磨削效率和表面质量的影响。 在磨具结构设计方面，本章侧重于类金刚石（DLC）涂层砂轮的制备技术，包括PVD和CVD沉积方法，及其在提高磨具耐磨性和减少粘结方面的优势。同时，探讨了微结构化砂轮（如蜂窝状、矩阵式）的设计理念，这些结构能够有效控制磨粒的有效间隙，减少堵塞，并提供稳定的冷却通道，是实现低损伤加工的关键。 第三章：动态误差补偿与闭环控制系统 超精密加工的精度瓶颈往往在于系统的动态误差。本章系统介绍了误差源识别与量化方法，包括主轴的径向和轴向跳动、导轨的周期性误差、以及机床热漂移。 重点阐述了主动隔振技术在纳米级精度保持中的应用，包括气浮轴承和电磁轴承的控制原理。在控制层面，本章详细描述了激光干涉仪、电容式位移传感器在高频动态补偿中的集成应用。特别是针对磨削过程中砂轮的磨损补偿，提出了基于在线振动监测和声发射（AE）信号的反演出错校正算法，实现了加工过程中的实时闭环修正，确保了最终工件几何尺寸和表面粗糙度（Ra值低于10nm）的稳定达成。 第二部分：高能束流的精确塑形——激光加工技术 本部分聚焦于激光在材料去除、表面改性和复杂部件制造中的前沿应用，特别是皮秒和飞秒超快激光加工。 第四章：超快激光与物质相互作用的物理模型 超快激光（纳秒及以下脉冲）与物质的相互作用机制与传统激光（如CO2激光）存在本质区别。本章深入解析了非线性吸收机制，包括多光子电离（MPI）和隧穿电离在材料去除中的作用。重点分析了“冷烧蚀”现象，即在极短时间内将能量耦合到电子结构而非晶格振动，从而实现极低热影响区的材料移除。 本章建立了描述超快激光烧蚀阈值、烧蚀深度与激光参数（峰值功率、脉冲能量、重复频率）关系的多尺度模型。此外，讨论了激光诱导的等离子体膨胀动力学及其对烧蚀形貌的影响。 第五章：激光微纳结构加工与表面功能化 本章详细介绍了如何利用激光技术在材料表面制造出具有特定光、电、力学性能的微纳结构。 在光刻与蚀刻领域，阐述了激光直写技术（LDI）在掩模版制造中的应用，以及两光子聚合（TPP）技术在制造三维纳米支架和光学器件中的潜力。 在表面改性方面，重点研究了激光冲击强化（LSP）技术对金属材料疲劳寿命的提升机理，以及激光熔覆（Laser Cladding）在修复和功能涂层制备中的工艺窗口控制。特别地，探讨了如何通过调控激光的偏振态和光束整形技术，实现表面超疏水或超亲水特性的梯度控制。 第六章：先进激光加工系统的集成与质量控制 现代激光加工系统是一个高度集成的精密设备。本章侧重于系统集成和过程质量保证。 讨论了光纤激光器、固态激光器在不同加工需求下的选型标准和性能指标。重点介绍了高精度运动平台（如扫描振镜和XY运动台）的动态特性与误差分析。 针对激光加工的质量控制，本章提出了原位（In-Situ）监测策略。通过集成光谱分析仪实时监测烧蚀过程中等离子体的发射光谱，判断材料成分和缺陷生成；利用高速摄像机捕捉烧蚀过程中的微爆轰现象。这些实时数据通过机器学习算法进行处理，构建预测模型，实现对加工缺陷（如微裂纹、再沉积物）的早期预警和自动化参数调优，确保了最终产品批次间的质量一致性。 本书旨在为从事航空航天、微电子、生物医疗器械等精密制造领域的研发人员和工程师，提供一套从基础理论到尖端应用的系统化、实践性强的技术指导。

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从一个资深工程师的角度来看，这本书的价值在于它的广度和紧凑性。它成功地在有限的篇幅内，涵盖了电火花和线切割两类设备从理论基础、编程语言（包括特定机床的定制化指令集）、到核心的机电一体化控制系统设计与调试的全流程。许多专业书籍往往只关注其中一个环节，导致读者需要翻阅多本参考资料。但这本书的好处是提供了一个整合性的解决方案框架。例如，书中对如何设计高频电源的逆变电路以适应不同材料的特性，以及如何通过软件补偿机械系统的反向间隙，都提供了非常精辟的见解。这不仅仅是一本教科书，更像是一部结合了最新行业实践和前沿研究成果的“操作手册+理论深度参考集”。对于需要进行设备选型、工艺流程优化或进行二次开发的工程师团队，这本书的参考价值极高，能有效缩短研发和调试周期。

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这本《电火花机和线切割机编程与机电控制》真是一部宝藏！我最近在学习数控加工领域，尤其是对EDM和WEDM这两种精细加工技术特别感兴趣。市面上很多资料要么讲得太理论化，晦涩难懂，要么就是停留在非常基础的操作层面，缺乏深入的系统性讲解。但这本书完全不同，它从基础原理出发，循序渐进地带你进入编程和控制的核心。特别是关于电火花加工的工艺参数如何影响表面粗糙度和加工效率的部分，讲解得非常透彻，结合了丰富的工程实例，让人茅塞顿开。我特别欣赏作者在阐述伺服控制系统和闭环反馈机制时的清晰度，这对于理解现代高精度加工机的“大脑”是如何运作至关重要。读完后，我对如何优化加工路径、减少电极损耗有了全新的认识，实践起来也更加得心应手了。对于想从操作员升级为工程师的朋友来说，这本书无疑是极佳的敲门砖，提供了从“会用”到“精通”的桥梁。

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说实话，我本来对这种偏向工程技术的书籍期望不高，总觉得内容会枯燥乏味，充斥着生硬的术语和公式。然而，翻开这本《电火花机和线切割机编程与机电控制》后，我的看法彻底改变了。作者的叙事方式非常注重逻辑的连贯性和知识的实用性。它不仅仅是告诉你G代码怎么写，更是深入探讨了为什么需要这样写，背后的机理是什么。比如，它对线切割过程中线架速度、张力、脉冲占空比等参数的相互影响做了细致的剖析，这种深度分析在其他同类书籍中是罕见的。我尤其喜欢书中关于故障诊断和维护的部分，提供了许多实用的排查步骤和案例分析，这对于一线维修人员来说简直是救命稻草。这本书的排版也很人性化，图文并茂，很多复杂的结构图和电路原理图都绘制得非常清晰，极大地降低了理解难度。绝对是值得放在工作台旁常翻阅的工具书。

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自从接触到精密模具制造行业，我就一直在寻找一本能将编程（软件层面）与机电控制（硬件层面）完美结合的书籍。市面上要么是纯粹的CAD/CAM编程指南，要么是专注于PLC或运动控制的教材，很难找到一个统一的视角。这本《电火花机和线切割机编程与机电控制》恰好填补了这个空白。它非常巧妙地将CNC系统的架构、伺服系统的响应特性与电火花加工的电特性紧密地联系起来。书中对于如何利用先进的控制算法来抑制电火花过程中的次同步放电，保证加工的稳定性，这部分的论述极具前瞻性。对于我这种希望从事高端数控系统集成和优化的技术人员来说，这本书提供的理论深度和技术视野是无可替代的。它不是让你学会操作某一台机器，而是让你理解整个加工系统的“魂魄”所在。

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我是一个自学者，基础相对薄弱，一开始面对电火花和线切割这些高科技设备时，感觉无从下手。我尝试过好几本入门读物，但它们要么假设读者已经有深厚的电工或机械基础，要么就是对复杂的电信号处理一带而过。直到我遇到了这本《电火花机和线切割机编程与机电控制》。这本书的叙事风格极其亲和，它没有一开始就扔给你复杂的数学模型，而是先用生活中的例子类比复杂的控制概念，比如如何用简单的开关控制电流的“脉冲宽度调制”。然后，它再平稳地过渡到实际的数控指令集和运动控制器的配置。尤其是在讲解如何编写自定义宏程序来处理复杂异形曲面的加工策略时，作者的讲解细致入微，每一步的逻辑推导都非常严谨，让我这个初学者也能跟上节奏，建立起完整的知识体系。

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