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出版者:機械工業齣版社

作者:張順心 編

出品人:

頁數:204

译者:

出版時間:2003-1

價格:21.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111111061

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機輔助設計
• CAD
• 繪圖
• 機械設計
• 工程製圖
• AutoCAD
• SolidWorks
• Pro/ENGINEER
• 設計軟件
• 工業設計

機械製造工藝學基礎 第一章 緒論 本章旨在為讀者構建一個全麵、深入的機械製造工藝學基礎認知框架。我們將從製造業在現代工業體係中的核心地位入手，探討其發展曆程中的關鍵轉摺點，特彆是工業革命以來，製造技術如何深刻地影響瞭社會結構和物質文明的演進。 1.1 製造工藝學的基本概念與內涵 製造工藝學，作為工程技術領域的一門基礎學科，其核心任務在於研究如何將原材料，通過一係列有序、高效、可控的物理和化學變化過程，轉化為具有規定形狀、尺寸、精度和錶麵質量的最終産品。我們將詳細闡述“工藝過程”、“工藝裝備”、“工藝規程”這三個核心要素之間的相互關係。工藝過程不僅僅是簡單的物料形態變化，它蘊含著對材料科學、力學、熱學以及信息控製等多個學科知識的集成應用。 1.2 機械製造的係統構成與要素分析 機械製造係統是一個復雜的巨係統，本節將對其進行係統分解。係統主要由以下幾個關鍵要素構成： 製造對象（産品）： 分析産品的結構特性、功能要求、批量大小對工藝設計的影響。 工藝裝備： 涵蓋機床、夾具、刀具、量具等，是實現製造活動物質基礎。重點討論裝備的技術參數與係統匹配性。 工藝人員與管理： 人是係統的能動因素，涉及操作技能、工藝分析能力和管理協調能力。 信息流與控製： 探討信息如何在係統內部傳遞、處理和反饋，是實現自動化和智能製造的關鍵。 1.3 製造工藝在産品全生命周期中的地位 製造工藝並非僅僅存在於生産車間。本章將拓展視野，分析工藝設計如何貫穿於産品的概念設計、詳細設計、試製、批量生産、使用維護乃至最終報廢迴收的整個生命周期。強調“麵嚮製造的設計”（Design for Manufacturing, DFM）理念的重要性，即在産品設計階段就要充分考慮製造的可行性、經濟性和質量保證能力。 第二章 材料與材料的工藝性能 材料是製造的基礎，理解材料的特性是製定閤理工藝的前提。 2.1 常用工程材料的分類與選擇原則 重點介紹黑色金屬（鋼鐵材料）、有色金屬（鋁、銅、鈦閤金等）以及高分子材料、復閤材料的基本組織結構和性能特點。討論在特定工況下（如高強度、耐腐蝕、輕量化需求）如何科學地選擇材料，避免“過度設計”或“欠缺設計”。 2.2 材料的機械加工性能 這是本章的重點內容。我們將深入探討材料在切削、成形、連接等加工過程中錶現齣的關鍵屬性： 切削性能： 材料的硬度、強度、塑性、韌性與導熱性對切削力的影響。例如，高塑性材料易産生積屑瘤，低導熱率材料易導緻刀具磨損和加工錶麵損傷。 塑性變形性能： 材料在鍛壓、衝壓、彎麯過程中的流動性、迴彈特性及開裂傾嚮。 連接性能： 材料在焊接、粘接過程中的冶金兼容性、熱影響區（HAZ）的組織變化及其對連接強度的影響。 2.3 熱處理工藝對材料性能的調控 熱處理是改變材料內部組織結構、從而實現性能優化的重要手段。詳細解析退火、正火、淬火和迴火的基本原理、工藝參數控製（加熱溫度、保溫時間、冷卻介質）及其對最終力學性能（如硬度、強度、塑性）的影響麯綫。 第三章 機械加工基礎與切削原理 本章聚焦於最核心的去除材料加工方法——機械加工的物理本質。 3.1 切削運動與切削幾何參數 解析車削、銑削、鑽削、刨削等基本工序的相對運動關係。重點闡述刀具的幾何角度（前角、後角、主偏角等）如何影響切削力、切削溫度和加工錶麵質量。講解如何優化這些參數以適應不同的被加工材料和加工深度。 3.2 切削過程中的力、熱與磨損 切削力分析： 建立描述切削力的數學模型，討論主切削力、背嚮力、和軸嚮力在實際加工中的作用及對機床剛度的影響。 切削溫度與傳熱： 探討切削區域的高溫産生機製，分析其對刀具壽命和工件精度的影響，以及冷卻潤滑在控製溫度中的作用。 刀具磨損機理： 區分後刀麵磨損、前刀麵磨損和崩刃，介紹磨損的幾種典型形式（正常磨損、不正常磨損），並引齣刀具壽命的評估方法。 3.3 典型切削加工工藝與參數選擇 針對車、銑、磨等主要加工方式，結閤實際應用案例，指導讀者如何根據工件的材料、精度要求和粗糙度標準，閤理選擇切削用量（切削速度、進給量、背吃刀量）。 第四章 特種加工技術概述 隨著對復雜結構和超硬材料加工需求的增加，傳統切削方法已不能完全滿足要求。 4.1 電火花加工（EDM） 原理：利用電極與工件之間的周期性火花放電産生的熱效應去除金屬材料。重點分析電極材料選擇、脈衝參數（電流、寬度、占空比）對去除率和錶麵粗糙度的影響，及其在模具製造中的應用。 4.2 電化學加工（ECM） 原理：基於電解溶解去除金屬。討論其無接觸、無機械應力、適用於難加工材料的特點，並分析電解液的導電性、流速控製對加工精度的影響。 4.3 激光加工技術 簡述激光切割、焊接和錶麵熔覆的基本原理，強調激光加工的速度快、熱影響區小、加工精度高等優勢，以及在薄壁零件和精密製造中的應用前景。 第五章 成形工藝與連接技術 除瞭去除材料，改變材料形狀和連接部件也是製造的關鍵環節。 5.1 鑄造工藝基礎 介紹砂型鑄造、金屬型鑄造等主要方法的原理、優缺點和應用範圍。重點分析鑄件的凝固過程、收縮與應力産生機製，以及如何通過閤理的澆注係統設計來避免氣孔、縮鬆等鑄造缺陷。 5.2 塑性加工技術 鍛壓工藝： 區分自由鍛和模鍛，闡述材料在塑性變形過程中晶粒的細化和縴維組織的發展對提高機械性能的積極作用。 鈑金衝壓： 分析拉伸、衝裁、彎麯等基本工序，重點討論材料的闆厚、凸凹模間隙對成形質量的決定性影響。 5.3 現代連接技術 聚焦於機械連接（螺紋、鉚接）和冶金連接（焊接）的工藝控製。在焊接部分，討論熔焊（如MIG/MAG、TIG）和壓焊（如摩擦攪拌焊）的基本工藝參數控製，及其對焊縫組織性能和殘餘應力的影響。 第六章 製造過程中的質量控製與檢測 製造的最終目標是産品符閤圖紙要求，本章聚焦於如何量化和保證這一目標。 6.1 精度、公差與配閤 係統闡述國傢標準中關於尺寸公差、形位公差的標注方法和確定原則。深入理解基準的選擇、配閤的性質（過盈、間隙、過渡）及其在裝配中的意義。 6.2 錶麵質量的評定與控製 介紹錶麵粗糙度的主要參數（Ra, Rz等）及其評定方法。分析不同加工工藝（如磨削、精車、拋光）所能達到的典型錶麵粗糙度等級，以及錶麵完整性（如殘餘應力、錶麵硬化層）對零件疲勞壽命的影響。 6.3 測量與檢測技術 概述傳統測量工具（卡尺、韆分尺）的使用精度。重點介紹現代精密測量技術，如三坐標測量機（CMM）的工作原理、數據采集和誤差補償機製，以及非接觸式測量技術（光學、激光掃描）在復雜麯麵檢測中的應用。 第七章 製造過程的經濟性與現代化趨勢 優秀的工藝不僅要保證質量，更要追求效率和成本的最優化。 7.1 工藝路綫的經濟性分析 對比不同製造方案（如切削、鑄造成形、增材製造）在小批量、中批量和大批量生産中的成本結構差異。學習如何通過工藝優化縮短加工工序、減少返修率來降低製造成本。 7.2 製造過程的自動化與智能化 探討數控（NC）技術、柔性製造係統（FMS）在提高生産效率和適應性方麵的重要作用。展望未來製造的發展方嚮，如工業物聯網（IIoT）、大數據在工藝參數實時優化和預測性維護中的應用，邁嚮智能工廠。 本教材旨在為讀者提供一個全麵、紮實、麵嚮實際應用的機械製造工藝學知識體係，是連接設計圖紙與最終實物産品的橋梁。

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這本書在結構安排上，遵循瞭一種非常符閤學習者認知習慣的漸進式遞進路綫圖。它從最基礎的點、綫、麵開始，穩步構建起二維草圖的規則，然後自然地過渡到三維空間的實體構建，最後纔涉及復雜的麯麵和裝配體的管理。這種結構確保瞭即便是零基礎的讀者也能建立起完整的知識框架，不會因為一開始就接觸到難度過大的內容而産生畏難情緒。而且，每一章末尾的“自我檢測與思考題”設計得非常巧妙，它們不是那種簡單的填空或選擇，而是需要結閤本章所學知識進行實際分析或小規模設計練習的開放性問題。這極大地鼓勵瞭動手實踐，讓我感覺我不是在看一本死闆的教材，而是在跟隨一位耐心的導師，一步步解鎖更高級的技能。整本書讀下來，感覺像是在完成一個完整的項目，知識的積纍是纍積性的、有機的，而非碎片化的堆砌。

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我對這本書最欣賞的一點，是它在理論深度和實際應用之間的平衡把握得恰到好處。它沒有陷入那種純粹的軟件操作手冊的窠臼——你知道的，很多書就是把菜單選項羅列一遍，然後讓你跟著點，學完後你依然不知道為什麼要這麼做。這本書的敘事邏輯非常強，它會先從工業設計和工程製圖的曆史演變講起，讓你理解為什麼現在的繪圖標準是這樣的，背後的邏輯是什麼。例如，在討論到參數化建模的章節時，作者並沒有直接跳到某個軟件的特定命令，而是先深入探討瞭“關係驅動設計”的核心思想，解釋瞭為什麼在復雜裝配體中，修改一個基礎參數能連鎖反應地更新所有相關部件。這種自上而下的講解方式，極大地提升瞭讀者的“設計思維”，而不是僅僅成為一個熟練的“繪圖員”。我感覺自己讀完後，看待圖紙的眼光都變得不一樣瞭，不再隻是關注綫條的粗細和圓角的弧度，而是開始思考整個係統的內在聯係和設計意圖。

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這本書的語言風格，說實話，帶著一種老派工程師特有的沉穩和精準，但又巧妙地避免瞭過度枯燥。它不是那種花裏鬍哨的“成功學”寫作，而是非常務實、直擊要害。比如，在介紹高級麯麵造型技巧時，它使用瞭很多精確的數學術語來描述麯麵的光順度和麯率連續性，雖然初讀需要一點點努力去消化，但一旦理解瞭，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。特彆是那些關於公差配閤和錶麵粗糙度的章節，作者用非常直白的比喻來闡述那些復雜的國標要求，把原本晦澀的規定描述得像是一個生活中的小竅門。我特彆喜歡它在某些關鍵節點的總結陳詞，總是能用一句精煉的話語將本節的核心思想概括齣來，這對於考前復習或者快速迴顧知識點來說，簡直太方便瞭，顯示齣編者深厚的專業積纍和對教學藝術的精湛掌握。

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從內容的新舊更迭角度來看，這本書展現齣瞭極強的生命力，它沒有固步自封於某一代軟件的版本。我注意到，雖然全書的基礎理論體係非常紮實，但它在引入新概念時，明顯地跟上瞭行業的發展脈搏。比如，它對“數字化製造”和“三維打印”對傳統繪圖流程影響的討論，雖然篇幅不算最大，但視角非常獨到，它強調瞭數據模型的準確性如何直接決定瞭物理實現的質量。更讓我感到驚喜的是，書中穿插瞭一些“陷阱”和“常見錯誤分析”的案例研究。這些案例往往是作者多年經驗的結晶，比如在處理復雜裝配體的乾涉檢查時，哪些地方的邊界條件最容易被忽略，導緻最終齣問題的。這些“避坑指南”比單純的正嚮教學更有價值，它教會我們如何像一個有經驗的工程師那樣去思考問題的薄弱環節，這在純理論書籍中是很少見的。

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這本書的裝幀設計非常吸引人，封麵那種深沉的藍配上精細的幾何綫條圖案，一下子就讓人聯想到嚴謹的工程美學。我翻開內頁，首先注意到的是它清晰的排版和大量的插圖，這一點對於學習技術類書籍來說簡直是福音。我一直覺得，如果一本講“設計”和“繪圖”的書，裏麵的圖示模糊不清，那簡直是本末倒置。這本書在這方麵做得極其齣色，無論是早期的手工製圖規範的講解，還是過渡到計算機軟件操作的界麵截圖，都處理得非常到位，細節豐富，讓人一看就懂。比如，它在講解視圖投影時，那幾張三視圖的透視圖對比圖，簡直是教科書級彆的示範，讓我立刻明白瞭那些曾經睏擾我很久的空間想象難題。而且，紙張的質感也很好，油墨印刷的精度很高，即便是放大那些復雜的機械零件爆炸圖，綫條依然銳利如初，這在閱讀體驗上確實加分不少，讓人願意沉下心去慢慢研讀，而不是囫圇吞棗。

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