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出版者:中国建筑工业出版社

作者:舒宣武

出品人:

页数:378 页

译者:

出版时间:1998年01月

价格:31.0

装帧:平装

isbn号码:9787112032846

丛书系列:

图书标签:

• 研究
• 结构设计
• 计算机辅助设计
• CAD
• 结构力学
• 有限元分析
• 数值方法
• 工程结构
• 建筑工程
• 土木工程
• 计算力学

《机械制造工艺学》 本书系统阐述了机械制造过程中涉及的基础理论、基本知识和主要工艺方法。全书共分为十章，内容涵盖了机械零件的制造工艺规程制定、金属切削原理、常用机械加工方法（如车削、铣削、磨削、钻削等）、特种加工、热处理工艺、表面处理工艺、装配工艺以及质量检测等关键环节。 第一章 制造工艺基础 本章首先介绍了机械制造工艺学在整个机械工程中的地位和作用，强调了工艺过程分析与优化的重要性。随后，深入探讨了零件的工艺分析，包括零件的材料、结构、精度、表面粗糙度等因素对工艺选择的影响。在此基础上，详细讲解了制造工艺规程的编制原则和内容，包括选择毛坯、确定加工工序、工序之间的顺序安排、确定加工方法和设备、选择切削用量、量具和夹具等。最后，对工艺过程的经济性与技术性进行了初步的分析，为后续章节的学习奠定基础。 第二章 金属切削原理 金属切削是机械加工中最基本、最广泛的应用，本章是理解机械加工过程的关键。首先，从宏观角度介绍了切削过程的几何模型，包括刀具形状、切削角度、切削层参数等。接着，深入分析了切削过程中产生的力、热和变形，重点阐述了切削力的大小及其对加工过程的影响，如刀具磨损、工件变形、表面质量等。同时，讲解了切削热的产生与传递，以及对刀具寿命和工件组织性能的影响。最后，对切削过程中的切削参数（切削速度、进给量、切削深度）的选择进行了原理性的阐述，以及它们对加工效率、表面质量和刀具寿命的综合影响。 第三章 常用机械加工方法 本章集中介绍机械制造中最常见、最核心的加工工艺。 车削加工： 详细介绍了车床的结构、分类和基本工作原理。重点阐述了外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削、滚花等基本工序的加工特点、工艺要求和适用范围。通过实例讲解了车削过程中的关键工艺参数选择与控制。 铣削加工： 介绍了铣床的种类（如卧式铣床、立式铣床、龙门铣床等）及其工作原理。重点阐述了平面铣削、成形铣削、沟槽铣削、齿轮铣削等加工方法。分析了铣削过程中的切削力、切削热以及刀具磨损规律，并指导了工艺参数的合理选择。 钻削加工： 介绍了钻床的类型和工作原理。重点阐述了钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等孔加工工序的特点、工艺要求和常用夹具。分析了钻削过程中切削角度、切削用量对孔的精度和表面质量的影响。 磨削加工： 详细介绍了磨削的基本原理、砂轮的特性与选择、磨削液的作用。重点阐述了外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、无心磨削等加工方法。分析了磨削过程中的工艺特点，如精度高、表面质量好，以及磨削效率与成本的平衡。 第四章 其他机械加工方法 除了上述常用方法，本章还介绍了一些重要的、具有特殊性的加工工艺。 刨削与插削： 介绍了刨床和插床的结构与工作原理，以及刨削、插削在加工平面、沟槽和键槽等方面的应用。 齿轮加工： 简要介绍了常见的齿轮加工方法，如滚齿、插齿、磨齿等，并强调了齿轮加工的精度要求。 螺纹加工： 介绍了车削螺纹、铣削螺纹、磨削螺纹等加工方法，并提及了攻丝和套丝的工艺。 第五章 特种加工 本章介绍了一些非传统的、适应现代精密制造和复杂零件加工需求的特种加工方法。 电火花加工（EDM）： 详细阐述了电火花加工的基本原理，包括电蚀机制、脉冲参数控制等。重点介绍了电火花成形加工和电火花线切割加工的应用，特别是在硬质材料加工和复杂型面制造中的优势。 激光加工： 介绍了激光加工的原理、激光器的类型以及激光束的特性。重点阐述了激光切割、激光焊接、激光热处理和激光熔覆等在工业生产中的应用。 超声波加工： 阐述了超声波加工的基本原理，以及其在硬脆材料加工、精密加工中的应用。 电解加工： 介绍了电解加工的原理，以及其在高精度、复杂零件加工中的应用。 第六章 热处理工艺 热处理是改变金属材料内部组织结构，从而获得所需力学性能和物理性能的重要工艺手段。 退火与正火： 详细介绍了退火的目的、类型（如退火、再结晶退火、完全退火）及其对材料组织和性能的影响。介绍了正火的目的、工艺过程及其与退火的区别。 淬火： 深入阐述了淬火的原理，包括奥氏体化、冷却过程以及淬火过程中产生的组织变化（马氏体、贝氏体等）。重点介绍了淬火介质的选择、淬火变形与开裂的防治。 回火： 阐述了回火的目的、原理以及不同回火温度对组织和性能的影响（如回火索氏体、回火托氏体）。重点介绍了回火过程中应力消除和韧性提高的机理。 表面热处理： 介绍了感应淬火、火焰淬火、化学热处理（如渗碳、渗氮、渗碳氮化）等表面强化工艺，以及它们在提高零件表面硬度和耐磨性方面的作用。 第七章 表面处理工艺 除了热处理，本章还介绍其他用于改善零件表面性能的工艺。 电镀： 介绍了电镀的基本原理，常用镀层（如镀铬、镀镍、镀铜、镀锌）的性能特点及其在防腐蚀、耐磨、装饰等方面的应用。 化学氧化与阳极氧化： 介绍了金属材料在特定化学介质中形成的氧化膜，以及其在防腐蚀、着色等方面的作用。 喷涂与涂层： 介绍了各种喷涂技术（如喷粉、喷塑）和功能性涂层（如陶瓷涂层、金刚石涂层）的应用。 抛光与研磨： 介绍了机械抛光、电解抛光、研磨等用于获得高精度和光滑表面的工艺。 第八章 装配工艺 本章将视角从零件加工转移到整机或部件的组装过程。 装配前的准备： 强调了零件检验、清洗、润滑等装配前准备工作的重要性。 装配方法与顺序： 介绍了基准件选择、装配基准的确立、装配方法的选择（如过盈配合的装配、间隙配合的装配）以及装配顺序的安排原则。 调整与检验： 重点阐述了配合件的调整、间隙的测量、紧固件的拧紧以及装配后的功能检验和性能测试。 自动化装配： 简要介绍了自动化装配技术在现代制造中的应用。 第九章 测量与检验 质量控制是制造过程不可或缺的环节，本章介绍常用的测量与检验方法。 测量基原理： 介绍了尺寸测量、角度测量、形状和位置公差测量的基本原理。 常用测量工具： 详细介绍了量块、卡尺、千分尺、百分表、测长机等通用量具的使用方法和精度。 形位公差测量： 介绍了三坐标测量机（CMM）等精密测量设备在测量复杂零件形位公差方面的应用。 表面粗糙度测量： 介绍了表面粗糙度计的使用及其对零件使用性能的影响。 无损检测： 简要介绍了超声波探伤、X射线探伤等无损检测技术在判断材料缺陷方面的作用。 第十章 制造过程的自动化与智能化 本章展望了制造技术的发展趋势。 数控技术（CNC）： 详细介绍了数控机床的组成、数控编程的基本原理，以及数控加工在提高精度、效率和灵活性方面的优势。 柔性制造系统（FMS）与制造单元（MU）： 介绍了自动化生产线的设计理念和技术构成。 计算机集成制造（CIMS）： 阐述了信息技术在制造企业中的集成应用。 工业机器人： 介绍了工业机器人在自动化生产中的应用，如搬运、焊接、装配等。 智能制造： 展望了人工智能、大数据、物联网等技术在未来制造领域的融合与发展。 本书旨在为读者提供一个全面、系统的机械制造工艺知识体系，帮助其理解机械零件的生产过程，掌握基本的工艺分析和选择能力，并为进一步学习和实践打下坚实基础。

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我以一位资深结构顾问的身份来评价这本书：它真正触及了CAE的“陷阱”所在，而非仅仅是“功能介绍”。书中关于结果后处理和误差估计的章节，简直是业界良心。多少工程师拿着软件跑出的结果就信以为真？这本书则像一盆清醒剂，详细列举了各种常见的数值误差来源——截断误差、收敛误差、模型误差——并教导我们如何通过残差分析、网格加密对比（h-refinement/p-refinement）来验证计算的可靠性。特别是书中关于“不确定性量化”（Uncertainty Quantification, UQ）的探讨，在当前追求高可靠性设计的背景下，显得尤为前瞻。它引导我们思考，结构性能不是一个点值，而是一个概率分布。这种严谨的科学态度，对于提升我国工程设计的整体水平，具有不可替代的推动作用。

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坦白说，我最初对这类专业书籍抱有疑虑，总觉得市面上太多充斥着浮于表面的介绍，但《计算机辅助结构设计》这本书展现出的深度和广度，完全超出了我的预期。它对非线性问题的处理部分，尤其令人印象深刻。塑性、接触、大变形这些在实际工程中经常遇到的“拦路虎”，书中都给予了非常细致的剖析，不只是给出理论，更重要的是探讨了在不同材料模型下，数值算法的稳定性和精度如何权衡。举个例子，书中关于损伤力学在结构疲劳评估中的应用，那几章我反复看了好几遍。它清晰地阐述了为什么简单的S-N曲线在复杂应力循环下会失效，并引导读者思考如何利用数值方法模拟微裂纹的萌生和扩展。这种对复杂物理现象的数学抽象和工程实现，做得极其到位，让人感觉作者不仅是理论家，更是一位经验丰富的实践者，能把高深的学术概念转化为可操作的工程工具。

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这本关于计算机辅助结构设计的书，实在是让我这个常年在工地上摸爬滚打的工程师感到耳目一新，尤其是它对传统设计思维的冲击，简直是醍醐灌顶。书中对有限元分析（FEA）的讲解，不是那种冷冰冰的公式堆砌，而是结合了大量实际工程案例，让你能真切体会到，那些复杂的网格划分和边界条件设置，是如何影响到最终的结构安全性和经济性的。我记得有一次为一个大型桥梁项目做优化设计，传统方法计算周期长，调整参数困难，但书里介绍的参数化建模技术，简直是救星。我按照书中的思路，将设计变量与性能指标建立起清晰的关联，然后通过软件进行迭代优化，最终在保证安全系数的前提下，减少了近15%的钢材用量。这种从“画图”到“思考力学行为”的转变，是这本书带给我最宝贵的财富。它没有过多纠缠于软件的按钮操作，而是聚焦于背后的核心理念，这才是真正有价值的东西，能让人在面对任何新的CAE软件时，都能迅速掌握其精髓。

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对于初入行的新人来说，这本书的结构安排简直是一次完美的学习路径图。它没有一开始就抛出那些晦涩难懂的算法，而是循序渐进，从基础的几何建模和离散化理论开始，稳稳地打下地基。我特别欣赏它对“人机交互”设计哲学的讨论，这往往是技术书籍容易忽略的软性部分。书中强调，CAE不是一个纯粹的计算过程，而是一个需要工程师不断介入、判断和修正的迭代循环。例如，在网格质量评估那一章，作者用生动的比喻解释了“畸形单元”对解的影响，远比教科书上的行列式计算更容易被理解和记忆。我发现，自从读了这本书，我在使用软件预处理时，对网格的控制更加谨慎和有目的性了，不再是盲目地让软件自动生成，而是带着明确的力学意图去指导网格的划分。这种思维上的质的飞跃，是这本书最大的功劳。

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这本书的叙事风格和行文节奏非常独特，给我一种在跟一位经验丰富的导师对话的感觉，它不像一本死板的教材，更像是一本浓缩了数十年工程智慧的笔记集。它的语言简洁有力，但在关键的地方又会突然放慢速度，用非常细腻的笔触去描绘一个复杂的物理现象，比如材料在冲击载荷下的动态响应。让我印象最深的是它对“多尺度”模拟的介绍，从微观晶格结构到宏观构件受力，书中展现了如何通过不同尺度的模型衔接，来全面评估复杂复合材料的性能。这种跨越尺度的宏大视野，极大地拓宽了我的专业边界。它不是教你“如何使用软件A”，而是告诉你“结构设计中应该考虑哪些物理规律”，这才是真正的知识沉淀，让我对未来工程计算方法的演变方向充满了信心和期待。

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