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页数:310

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出版时间:2002-3

价格:24.30元

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isbn号码:9787040102628

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• 机械原理

机械制造技术（非您所指的那本）图书简介 《精微之境：现代精密加工与表面工程的艺术》 【本书定位与目标读者】 本书是一部深入探讨现代精密制造领域核心技术与前沿发展的专业著作。它并非聚焦于传统机械制造的宏观流程或基础理论，而是将视角精确地投射到决定产品性能的“微观战场”——精密加工工艺、超精密表面构建以及先进材料的表面改性技术。 本书旨在服务于以下群体： 1. 高端制造领域的工程师与技术人员： 尤其是在航空航天、微电子、生物医疗器械、精密光学元件等对尺寸精度、形位公差和表面质量有极致要求的行业中工作的人士。 2. 材料科学与机械工程的在读研究生及研究人员： 为希望在精密测量、表面物理化学、新型刀具材料、智能加工系统等方向进行深入研究的学者提供详实的理论基础与案例支撑。 3. 装备制造企业的产品研发与质量控制部门： 帮助企业理解如何通过优化加工路径和表面处理工艺，显著提升产品寿命、耐磨性、抗疲劳性能及功能集成度。 【核心内容深度解析】 本书结构严谨，内容涵盖了从理论基础到工程实践的完整链条，共分为五大部分，共计三十余万字。 --- 第一部分：精密加工的物理本质与理论基础（约占25%） 本部分旨在构建对“精密”这一概念的深刻理解，超越传统的公差标准，深入到材料与工具相互作用的物理层面。 1. 误差源的系统分析与控制： 系统性地解构了导致加工误差的四大主要来源：机床误差（包括热漂移、结构柔顺性、伺服系统响应）、工件装夹误差、刀具误差（包括磨损模型与重磨质量）以及环境误差（振动、温度、湿度）。特别引入了基于有限元法的误差传递模型，用于预测复杂多轴联动加工中的累积误差。 2. 微观切削机理与材料去除： 区别于常规切削理论，本书重点阐述了在纳米级甚至亚微米级切削深度下，材料的塑性变形、脆性断裂与堆积现象。详细分析了高速切削（HSC）和超高速切削（UHC）中，切屑形态的转变、摩擦系数的变化以及加工热的瞬态分布对表面完整性的影响。引入了基于分子动力学（MD）模拟的微观切削行为分析方法，为优化进给量和主轴转速提供了理论指导。 3. 刀具材料与涂层的前沿应用： 全面考察了高性能硬质合金、陶瓷材料、聚晶金刚石（PCD）以及新型非氧化物陶瓷刀具的微观结构与力学性能。深入探讨了多层复合涂层技术（如TiAlN、AlCrN等PVD/CVD涂层）的梯度设计，以及如何通过等离子体增强技术优化涂层与基体的结合强度，以应对极端切削工况。 --- 第二部分：超精密加工技术专论（约占30%） 本部分聚焦于实现亚微米乃至纳米级表面粗糙度所需的特定加工方法和系统设计。 1. 金刚石车削与研磨： 针对非铁金属（如铜、铝、锌合金）和聚合物光学元件的超精密车削，详细论述了单晶金刚石刀具的刃磨质量控制、修整技术以及主轴径向跳动的抑制策略。在研磨方面，重点分析了磁流变抛光（MRF）和离子束抛光（IBF）的原理、工艺窗口设定及其在复杂曲面（如自由曲面光学元件）上的应用优势。 2. 电火花加工（EDM）与电化学加工（ECM）的精度提升： 超越基础理论，本书探讨了低损耗微电火花加工（Micro-EDM）中脉冲参数的优化、电极材料的选择（如钨铜合金、石墨的电腐蚀特性）。在ECM方面，重点阐述了高频脉冲电源的应用、电解液的流体力学设计对加工精度的影响，尤其是在模具深孔加工中的应用。 3. 激光加工的精细化控制： 深入研究了皮秒（ps）和飞秒（fs）超快激光在冷加工、微纳结构制造中的应用。分析了激光烧蚀阈值、材料的等离子体效应，以及光束整形技术（Beam Shaping）在控制热影响区（HAZ）和实现微纳尺度阵列结构制造中的关键作用。 --- 第三部分：先进表面工程与功能化（约占25%） 现代机械不再仅仅依赖形状，其表面所承载的功能性（如润滑、耐腐蚀、生物相容性）已成为核心竞争力。 1. 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）： 详细对比了磁控溅射、电弧蒸发等PVD技术与PECVD、LPCVD等CVD技术的工艺特性。重点分析了反应性溅射在氮化物和碳化物薄膜形成中的控制机制，以及如何通过基底预处理（如离子束刻蚀）提高薄膜的致密度和附着力。 2. 表面改性技术： 系统介绍了激光熔覆（Laser Cladding）在实现材料梯度功能化方面的应用，包括保护性涂层和耐磨层的制备。深入探讨了离子注入技术在改善材料表层硬度和抗疲劳性能方面的作用机理，以及针对生物植入体的等离子喷涂羟基磷灰石（HAp）工艺的控制要点。 3. 微纳结构表面设计： 探讨如何通过自组织（如氧化、蚀刻）或模板引导的方式，在材料表面构筑超疏水、超亲水、抗反射或抗生物粘附的微纳结构。以仿生学为指导，分析了从荷叶效应到鲨鱼皮效应的表面能调控技术。 --- 第四部分：精密测量与在线质量保证（约占15%） 高精度制造必须依赖高精度反馈。本部分强调了先进计量学在闭环控制中的作用。 1. 非接触式精密测量技术： 详述了激光共聚焦显微镜、白光干涉仪在三维形貌测量中的应用原理、局限性及误差补偿方法。特别引入了扫描探针显微镜（SPM）在纳米形貌表征中的数据采集与处理流程。 2. 在线过程监测与自适应控制： 介绍了如何利用声发射（AE）传感器、力传感器和光电传感器在加工过程中实时采集切削力、振动信号和刀具磨损信息。重点阐述了基于数字孪生（Digital Twin）的加工过程仿真与实时参数修正算法，实现对加工状态的预测性维护和自适应调整。 --- 第五部分：跨学科交叉应用案例（约占5%） 1. 医疗器械的微加工： 以微创手术器械（如导丝、针头）的超细加工为例，展示了微通道的拉拔、电化学加工与激光烧蚀的集成应用。 2. 半导体器件的封装与互联： 探讨了晶圆切割（Sawing）中的划片精度控制、微凸点（Micro-bump）的精确沉积与热压合技术，及其对芯片良率的影响。 总结： 《精微之境》旨在提供一个全面、前沿且高度工程化的视角，揭示现代精密制造领域中“精度”的真正含义——它不是简单的公差数值，而是材料、能量、工具与控制系统之间复杂物理化学相互作用的完美平衡与精细调控的结果。本书是追求极致制造性能的专业人士不可或缺的参考宝典。

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我花了整整一个周末通读了这本书的前三章，最大的感受就是作者在知识体系构建上的宏大视野和严谨逻辑。他并没有将技术点碎片化地堆砌，而是像铺设一条笔直的林荫大道，引领读者从最基础的材料科学原理出发，逐步深入到具体的加工工艺流程。那种层层递进、水到渠成的感觉，非常有利于构建完整的知识框架。例如，在讲解切削力计算模型时，作者先用了近十页的篇幅回顾了摩擦学的基础知识，确保读者理解了力是如何产生的，而不是直接丢出复杂的微分方程，这一点我极为欣赏。这体现了一种教育者的匠心，他似乎深知读者的困惑点，并提前设置好了“知识的台阶”。唯一的遗憾是，在某些特定角度的应力集中分析部分，理论推导略显跳跃，如果能再增加一两个详细的算例演示，或许会让那些对高阶数学不太自信的读者感到更加安心。

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这本书最大的亮点在于其广泛的交叉学科融合能力。它不仅仅是关于“如何切削”或“如何成型”的简单手册，更是一部关于系统工程和质量控制的综合指南。作者巧妙地将经济学原理融入到工艺参数选择中，比如在讨论刀具寿命与加工效率的平衡时，他引入了成本效益分析模型，让我们明白每一个技术决策背后都有经济价值的权衡。这对于从事管理和项目规划的工程师来说，提供了宝贵的决策支持视角。我尤其喜欢其中关于“公差配合与经济性”的章节，它清晰地阐述了过度追求高精度带来的边际效益递减现象。美中不足的是，书中对国际标准（如ISO/ASME体系）的引用和对比略显不足，如果能提供一个更清晰的图表来对照不同标准在特定工艺要求上的差异，无疑会增加其作为国际参考书的价值。

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这本书的实用价值体现在其对“过程控制”的极致关注。它不像许多教材只停留在理想化的理论模型上，而是深入探讨了现实世界中设备误差、环境波动和人员操作对最终产品质量的影响。作者对测量和检测技术的介绍非常详尽，从接触式测量到非接触式传感器的原理、精度校准和误差源分析，都有清晰的论述。我特别关注了关于SPC（统计过程控制）的那几章，它提供的不仅仅是控制图的绘制方法，更重要的是，如何根据控制图的异常模式，反向诊断出生产系统中的根本原因。这种“以果溯因”的分析方法是真正能够解决实际问题的关键。如果这本书能增加一个专门的附录，列出一些常见故障（如车削时产生的振纹、磨削时的烧伤）的快速诊断流程图，那将使其成为车间技术人员案头的必备“急救手册”，那将会是锦上添花之举。

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说实话，我最初对这本厚厚的书籍抱持着一丝警惕，担心它会变成一本枯燥的“技术字典”。然而，实际阅读体验彻底颠覆了我的看法。作者的文笔并非那种冷冰冰的学术腔调，而是充满了富有感染力的叙事感。他似乎在用一种过来人的口吻，与你探讨在实际生产线上会遇到的那些“疑难杂症”。比如，在描述热处理过程中工件变形的控制时，他插入了一段关于某大型模具制造厂如何通过微调冷却速率，成功挽救了一批报废零件的小故事，那个场景感极强的描述，让我仿佛身临其境，立刻明白了理论与实践的微妙平衡。这种“讲故事”的方式极大地提高了阅读的黏性，我常常在不知不觉中就读到了深夜。如果说有什么可以改进的地方，那就是某些先进的数字化制造技术（如增材制造的力学性能评估）的探讨略显保守，似乎更侧重于传统方法的优化，对前沿技术的跟进力度可以再加强一些。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了沉稳的深蓝色调，搭配着简洁有力的白色字体，给人一种专业而又现代的感觉。内页纸张的质感也相当不错，光滑细腻，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。印刷的清晰度非常高，图表和公式的排版布局都十分考究，看得出出版社在细节处理上花费了不少心思。尤其值得称道的是，书中一些复杂概念的插图，色彩搭配和线条勾勒都十分精准到位，一下子就把抽象的理论具象化了，这对初学者来说简直是福音。不过，我个人稍微觉得索引部分的字体可以再大上那么一丢丢，毕竟这是一本工具书，查找效率是第一位的。总的来说，从物理层面上看，这本书的制作水准绝对是行业内的上乘之作，拿在手里沉甸甸的，让人油然而生一种信赖感，感觉里面的内容也必然是经过精心打磨的精品。

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