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出版者:机械工业出版社

作者:冯小军

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2004-1

价格:22.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111148968

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• 快速制造
• 快速原型
• 增材制造
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• 模具制造
• 工业设计
• 制造工程
• 自动化生产

工业的脉搏：材料成形与连接的奥秘 在现代工业的宏伟画卷中，材料的成形与连接无疑是最为关键的笔触之一，它们勾勒出产品的骨骼与肌理，决定了其功能、性能乃至美学价值。本书《工业的脉搏：材料成形与连接的奥秘》便是一次深入探究这些核心制造技术的旅程，它并非泛泛而谈，而是聚焦于那些决定产品生命力的基础工艺，为读者揭示现代制造业背后严谨而精巧的科学与艺术。 第一章：塑性成形——力量的雕刻 塑性成形，简而言之，就是利用外力使材料产生永久变形，从而获得所需形状和尺寸的工艺。这一章我们将从最基础的金属塑性变形原理出发，探讨不同温度下金属的变形行为。室温下的冷加工，如轧制、锻造、拉伸、挤压和冲压，如何通过精密的模具和强大的压力，将一块块金属板材或棒材，化身为精密轴承的套圈、汽车车身的外壳，甚至是复杂的航空发动机叶片。我们将深入分析这些工艺的力学机理，例如冷轧过程中金属晶粒的细化与强化机制，冷挤压在实现复杂截面异型零件时的优势，以及冲压成形中材料的流动与断裂现象。 随之，我们将目光转向高温下的热加工，如热轧、热锻和热挤压。在更高的温度下，材料的塑性显著提高，变形抗力减小，这使得加工大尺寸、高强度材料成为可能。我们将剖析热加工过程中，如再结晶、晶粒长大等微观组织变化对材料宏观性能的影响，以及如何通过控制加热温度、变形速度和冷却方式，来获得最优的材料性能。例如，大型钢结构构件的成形，就离不开高效的热轧工艺；航空发动机涡轮叶片等高性能零件的精密锻造，更是热加工技术的集大成者。 此外，本章还将触及一些特殊的塑性成形技术，例如摩擦焊在连接不同材料部件方面的独特应用，以及粉末冶金技术在制造高密度、高强度合金零件方面的潜力。通过对这些技术的深入解读，读者将对塑性成形这一庞大而基础的制造领域有一个全面而深刻的认识。 第二章：切削加工——精度的量尺 如果说塑性成形是“加法”或“减法”的艺术，那么切削加工便是“雕刻”的艺术，它通过移除材料来获得精确的形状和光滑的表面。本章将系统地介绍各种经典的切削加工方法，从最常见的车削、铣削、钻削、镗削，到更精密的磨削、珩磨、抛光等。 我们将首先聚焦于车削加工，探讨其在回转体零件制造中的核心地位。从简单的圆柱面加工，到复杂的曲面和螺纹加工，我们将分析切削刀具的几何参数、切削速度、进给量和切削深度等关键因素如何影响加工精度、表面质量和刀具寿命。紧接着，我们将深入铣削加工的世界，了解其在平面、沟槽、曲面等形状零件制造中的强大能力。从普通铣床到数控铣床，再到更先进的五轴联动加工中心，我们将探讨不同类型的铣刀和加工策略。 钻削与镗削，作为孔加工的孪生兄弟，也将得到详细的阐述。我们将分析钻削时刀具与工件的相互作用，以及如何通过镗削来获得高精度和精密的孔径。随后，我们将步入更精密的领域——磨削加工。磨削不仅仅是去除材料，更是一种实现高精度和低表面粗糙度的关键工艺。我们将探讨砂轮的组成、磨削方式（如外圆磨、内圆磨、平面磨）以及磨削参数的优化。 此外，本章还将介绍一些非传统切削加工方法，例如电火花加工（EDM）和激光切割。EDM以其非接触式的加工方式，能够加工硬质合金、淬火钢等难加工材料，实现复杂腔体的精密成形。激光切割则以其高能量密度和高精度，在薄板材料的快速切割和精细加工中展现出独特的优势。通过本章的学习，读者将理解切削加工如何为产品的精度和性能奠定基础。 第三章：焊接技术——连接的艺术 在构筑复杂而坚固的结构时，连接技术扮演着至关重要的角色。焊接，作为一种永久性连接方法，能够将金属或非金属材料牢固地结合在一起。本章将全面展现焊接技术的广度和深度。 我们将从最基础的电阻焊开始，如点焊和缝焊，探讨它们在薄板连接，尤其是在汽车和家电制造中的广泛应用。接着，我们将深入气体保护焊的世界，包括MIG焊（金属惰性气体保护焊）和TIG焊（钨极惰性气体保护焊）。我们将详细解析这两种工艺的工作原理、不同保护气体的影响、焊丝的选择以及在不同材料和厚度上的应用技巧。 电弧焊家族的其他重要成员，如埋弧焊和焊条电弧焊，也将得到详尽的介绍。埋弧焊以其高效和高质量的特点，常用于厚板和管道的连接；而焊条电弧焊则因其设备简单、操作方便，在维修和小型构件的连接中仍占有重要地位。 弧焊技术的进步离不开电源控制和电弧稳定性的提升，我们将探讨脉冲焊、逆变焊等先进焊接电源的优势。同时，电子束焊和激光焊等高能束焊接技术，以其高能量密度、窄焊缝和低变形的特点，在航空航天、精密仪器等高端领域展现出不可替代的作用。 除了金属焊接，本章还将触及一些特殊的连接技术，例如钎焊和爆炸焊。钎焊是一种利用熔点低于母材的钎料进行连接的工艺，适用于连接不同材料或对热敏感的材料。爆炸焊则利用爆炸产生的巨大能量，实现异种金属的牢固连接。通过对本章的学习，读者将全面掌握焊接这一连接材料的强大工具，理解其在保证产品整体性、强度和可靠性方面的关键作用。 第四章：表面工程——赋予表层的生命 材料的性能不仅仅取决于其本体，更与表层的状态息息相关。表面工程，作为一门独立的学科，致力于通过改变材料的表面特性，来赋予其更优异的功能。本章将聚焦于各种先进的表面工程技术。 涂层技术是表面工程的核心组成部分。我们将详细介绍各种类型的涂层，包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。PVD技术，如磁控溅射和蒸发镀膜，能够获得高硬度、耐磨损和低摩擦的薄膜，广泛应用于刀具、模具和装饰件。CVD技术则通过化学反应在基材表面形成涂层，例如氮化钛（TiN）涂层，能够显著提高硬度和耐腐蚀性。 此外，热喷涂技术，如等离子喷涂、火焰喷涂和电弧喷涂，能够将各种耐磨、耐腐蚀、隔热或导电的材料喷涂到基材表面，从而改善其性能。例如，在航空发动机部件表面喷涂耐高温的陶瓷涂层，可以显著延长其使用寿命。 热处理工艺，如渗碳、渗氮和氮碳共渗，同样是改善材料表面性能的重要手段。通过在材料表面引入碳、氮等元素，能够显著提高表面的硬度和耐磨性，同时保持心部的韧性。我们将分析这些工艺的机理和应用。 本章还将介绍一些新兴的表面改性技术，例如激光熔覆、电子束熔覆以及等离子体表面处理。这些技术能够精确地改变材料表面的成分和微观组织，从而赋予其特殊的性能。通过对本章的深入理解，读者将认识到表面工程在提升产品性能、延长使用寿命、降低成本方面的巨大价值。 结语 《工业的脉搏：材料成形与连接的奥秘》是一次对现代制造业基础工艺的全面梳理与深入剖析。从塑性成形的磅礴力量，到切削加工的细致入微；从焊接技术的坚固结合，到表面工程的精妙提升，本书旨在为读者呈现一个清晰而完整的工业制造图景。这些工艺，如同工业的脉搏，跳动着创新的节奏，驱动着技术的发展，最终成就了我们生活中琳琅满目的产品，它们默默地支撑着现代社会的运转，彰显着人类智慧与勤劳的结晶。

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说实话，我一开始对这本书的期望值并不高，觉得这种涵盖面广的技术类书籍，深度上难免会有所取舍。然而，我的顾虑完全是多余的。这本书在“数字化集成”这一块做得极其出色，它清晰地描绘了从CAD模型到CAM路径生成，再到生产执行系统（MES）的数据流闭环。特别是关于工业物联网（IIoT）在实时监控和预测性维护中的应用章节，其专业程度让我感到震惊。作者不仅仅是提及了这些热门词汇，而是深入讲解了如何通过传感器数据采集、边缘计算和云计算平台进行协同工作，以实现对制造过程的“黑灯工厂”式管理。书中对不同类型机器人的运动学和协作编程的介绍，也极具参考价值，那些公式和算法的推导过程清晰得让人忍不住想动手去验证一下。对于关注“工业4.0”前沿实践的读者来说，这本书提供了一个非常扎实的技术基石，让你明白那些炫酷概念背后，到底需要哪些硬核的技术支撑。它教会我的不仅仅是如何“做”，更是如何“思考”未来的制造模式。

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这份文献给我带来的最大震撼，来自于其对“可持续性与快速制造”交叉领域的探讨。在当前全球对环保要求日益严格的背景下，这本书居然能将资源效率和废料最小化作为快速制造优化的核心目标之一，这一点非常具有前瞻性。作者详细分析了不同快速制造工艺在材料利用率上的差异，并重点阐述了如何通过先进的拓扑优化算法，在保证结构性能的同时，将材料消耗降至最低。这种将工程效率与社会责任紧密结合的写作风格，在我阅读过的技术书籍中是相当少见的。书中还引入了生命周期评估（LCA）的方法论，用以量化快速制造决策对环境的长期影响，这为我们进行技术选型提供了一个更负责任的决策工具。阅读过程中，我多次停下来，反复揣摩那些关于绿色制造流程再造的案例，它让我意识到，真正的“快速”不应该是以牺牲未来为代价，而是要以更智能、更节约的方式来实现效率的跃升。这本书的价值，不仅在于技术指导，更在于它塑造了一种对未来制造业的责任感。

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这本书的结构安排堪称一绝，它像是一部精心编排的交响乐，从基础乐章逐渐过渡到高潮迭起的变奏。最让我印象深刻的是它对“快速原型制造”与“快速工装夹具制造”的区分与整合。很多同类书籍往往将原型制造视为终点，但这本书却强调了原型验证后，如何利用快速制造技术反哺工装夹具的快速迭代，从而真正缩短整个产品开发生命周期。这种“闭环思维”是这本书最宝贵的财富之一。此外，书中对“小批量、多品种”生产模式下供应链管理的挑战与应对策略，也有独到的见解。作者没有回避快速制造带来的新问题，例如高混合度生产中的排程优化和质量一致性维护，反而提供了基于数据驱动的解决方案框架。这种辩证和全面的分析角度，使得全书的论述既有高度，又不失脚踏实地的实用性，读完之后，我感觉自己对“柔性供应链”的理解上升到了一个新的层次，不再是停留在口号层面，而是有了具体的实施路径图。

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这本书的叙事方式非常独特，它不像传统的教科书那样枯燥乏味，反而更像是一场技术史诗的娓娓道来。作者似乎非常懂得如何将枯燥的工程学知识与引人入胜的历史背景相结合。我尤其喜欢它对“敏捷制造”思想演变过程的梳理。从早期的精益生产理念，到后来与信息技术深度融合的整个过程，每一步的转折点、关键人物和核心突破都被梳理得井井有条。这种宏观的视角让我明白，所谓的“快速”，不仅仅是速度上的提升，更是一种思维方式的革命。书中通过大量的案例研究，展示了不同行业——从航空航天到消费电子——是如何采纳和实施这些快速制造策略的，这些鲜活的例子极大地增强了理论的可操作性。举例来说，书中分析了一个跨国汽车零部件制造商如何利用柔性生产线在短短几个月内完成了从设计迭代到小批量试产的全过程，其间的风险控制和质量保证体系的构建细节，写得尤为详尽和实在。阅读体验上，作者的语言风格非常老练，带着一种沉稳的洞察力，读起来让人感到充实而信服，绝非那种为了凑字数而堆砌的空洞文字。

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这本书简直是信息爆炸时代的清流，我拿到手的时候就被它那种扑面而来的专业气息给镇住了。首先，它的开篇就直奔主题，没有太多虚头巴脑的客套话，直接将“快速制造”这个概念的内涵和它在当代工业中的地位做了深入的剖析。我特别欣赏作者那种对技术细节的把握能力，他不仅仅是在罗列现有的制造工艺，而是深入探讨了每种技术背后的科学原理，比如不同材料在高速加工过程中的应力分布和热影响区控制，这部分内容对我这种需要将理论应用于实践的工程师来说，简直是如获至宝。书中的图表绘制得极其精妙，那些复杂的机械结构和工艺流程图，通过清晰的标注和合理的布局，即便是初次接触这些概念的人也能很快抓住重点。我记得有一章专门讲了增材制造（3D打印）的材料科学基础，作者没有停留在常见的“层层堆叠”的表面描述，而是详细对比了金属粉末烧结和高分子材料光固化过程中的微观结构演变，这深度绝对不是市面上那些浅尝辄止的科普读物能比拟的。读完整套书，感觉自己的知识体系被系统性地重塑了一遍，对于如何优化生产流程、缩短产品开发周期，都有了全新的、更具前瞻性的理解。

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