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出版者:

作者:中职课件编写委员会 编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2009-1

价格:880.00元

装帧:

isbn号码:9787900142382

丛书系列:

图书标签:

• CAD/CAM
• 机械设计
• CD-R
• 数控编程
• 机械制图
• 工业设计
• 计算机辅助设计
• 制造工程
• 工程技术
• 自动化

《精密制造的基石：材料、工艺与智能化解决方案》 核心内容概览： 本书旨在为读者深入剖析现代精密制造业的核心要素，聚焦于支撑精密制造的材料科学、先进制造工艺以及智能化技术的发展与应用。全书围绕“材料是基础，工艺是手段，智能化是未来”这一核心理念，力求构建一个系统、全面且具有前瞻性的精密制造知识体系。我们将从构成精密部件的根本——先进材料入手，探讨其性能、选择与制备，进而深入研究各种精密加工与成形技术，并最终展望智能化浪潮如何重塑整个制造流程，提升效率、质量与柔性。 第一部分：先进制造材料的科学与工程 精密制造离不开高性能的材料，本部分将详细介绍在精密加工中扮演关键角色的各类先进材料。 1. 金属材料与合金： 高性能金属材料： 重点阐述各类高强度、高韧性、耐磨损、耐腐蚀的金属材料，如高碳钢、合金钢、不锈钢（包括奥氏体、马氏体、双相不锈钢）、钛合金、镍基高温合金、镁合金等。我们将深入分析这些材料的微观结构、晶体学特性、相变机理以及它们如何影响材料的力学性能、热学性能、电学性能以及加工性能。 有色金属材料： 介绍铝合金、铜合金等在精密制造中的应用，分析其轻质、导电、导热等优势，以及在航空航天、电子电器、汽车零部件等领域的具体实例。 金属基复合材料（MMC）： 探讨金属基体中引入陶瓷、金属颗粒或纤维增强而形成的复合材料，分析其显著提升的强度、刚度和耐磨性，以及在极端工况下的应用潜力。 特种金属合金： 介绍形状记忆合金、磁性合金等在精密功能部件制造中的特殊应用。 2. 陶瓷材料与复合材料： 结构陶瓷： 详细介绍氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等高性能陶瓷的制备工艺（如粉末冶金、凝胶注模、3D打印），阐述其高硬度、高耐磨性、耐高温、绝缘性等优异特性，以及在刀具、轴承、密封件、生物医药器械等领域的应用。 功能陶瓷： 讨论压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷等在传感器、执行器、存储器件中的作用。 聚合物基复合材料（PMC）： 深入研究碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）等轻质高强材料，分析其纤维与基体的界面作用，以及在汽车、航空航天、体育用品等领域的广泛应用。 纤维增强陶瓷复合材料（CMCs）： 介绍其在高温度下的优异性能，以及在航空发动机等领域的潜在应用。 3. 材料选择与性能表征： 性能需求分析： 如何根据实际应用场景（如载荷、温度、腐蚀环境、精度要求、寿命需求）来确定所需的材料性能。 材料数据库与选择工具： 介绍常用的材料数据库资源以及辅助材料选择的软件工具。 关键性能表征方法： 详细讲解用于评估材料性能的常用测试方法，包括力学性能测试（拉伸、压缩、弯曲、疲劳、冲击）、硬度测试、显微组织分析（金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜）、热分析（DSC, TGA）、衍射分析（XRD）等。 4. 先进材料制备与改性技术： 粉末冶金： 介绍金属粉末、陶瓷粉末的制备技术（如气雾化、等离子旋转电极法、球磨法）以及粉末压制、烧结、热等静压（HIP）等成形与致密化工艺。 表面工程： 探讨通过热处理（如渗碳、渗氮）、表面涂层（如PVD, CVD, DLC）、表面改性（如激光强化、离子注入）等手段来改善材料表面性能的技术。 增材制造（3D打印）： 介绍基于粉末床熔融、定向能沉积等技术的金属、陶瓷、聚合物3D打印在复杂形状零件制备中的应用。 第二部分：先进制造工艺与装备 本部分将系统梳理支撑精密制造的各类先进加工与成形技术，并介绍相关先进制造装备。 1. 传统精密加工技术： 精密车削、铣削、镗削： 深入分析切削机理、刀具材料与几何形状优化、切削参数选择、表面粗糙度控制、尺寸精度保证等。 磨削与抛光： 详细介绍各类磨削（外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨）和抛光技术，探讨磨料、磨具的选择，以及在获得超光滑表面和亚微米级精度中的关键作用。 精密钻削与攻丝： 分析提高钻削精度和效率的策略，以及精密螺纹加工技术。 2. 特种加工技术（EDM & ECM）： 电火花加工（EDM）： 详细介绍线切割（WEDM）和电脉冲成形加工（EDM），分析其电蚀机理，适用于加工硬质合金、淬火钢等难加工材料，以及在模具制造、复杂型腔加工中的应用。 电化学加工（ECM）： 阐述其电解作用机理，适用于加工导电性好的材料，具有无机械应力、加工表面光洁度高等优点。 3. 微纳制造技术： 微细加工： 介绍微米级加工技术，如微注塑、微注砂、微化学刻蚀（MCE）、微机械加工。 纳米加工： 探讨纳米压印（NIL）、聚焦离子束（FIB）、原子层沉积（ALD）等在制造纳米器件、功能纳米结构中的应用。 4. 先进成形技术： 精密锻压与冲压： 分析其在批量生产复杂零件中的应用，以及对模具精度和材料流动性的要求。 精密铸造： 介绍熔模铸造（失蜡法）、金属型铸造等技术，用于制造形状复杂、精度要求高的铸件。 粉末注射成形（PIM）： 结合了注塑成形和粉末冶金的优势，用于制造微小型、形状复杂的金属或陶瓷零件。 5. 先进制造装备与自动化： 高精度机床： 介绍具有高刚性、高动态响应、高精度编码器的数控机床，以及超精密机床。 机器人集成： 讨论机器人如何与机床协同工作，实现自动化上下料、装配、检测等环节。 在线测量与监控： 介绍激光干涉仪、接触式测量探头、机器视觉等在线测量技术，用于实时监控加工过程，确保精度。 第三部分：智能化制造与未来趋势 本部分将探讨信息技术如何赋能精密制造，以及面向未来的发展趋势。 1. 数字化与虚拟化： 计算机辅助设计（CAD）与仿真： （此处不展开，与书名无关） 产品生命周期管理（PLM）： 介绍PLM系统如何在产品设计、制造、服务全生命周期中集成信息，实现协同工作。 数字孪生（Digital Twin）： 探讨如何构建物理实体的虚拟副本，实现实时监控、预测性维护和工艺优化。 2. 智能化制造系统（IMS）： 工业物联网（IIoT）： 分析传感器、通信技术、边缘计算如何实现设备互联互通，数据采集与传输。 大数据分析与人工智能（AI）： 介绍如何利用机器学习、深度学习等技术对制造数据进行挖掘，实现故障预测、质量优化、工艺参数自适应调整、生产计划优化等。 智能工厂架构： 讲解MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划）等系统在智能化制造中的作用，以及不同层级系统之间的集成。 3. 增材制造（3D打印）在精密制造中的突破： 按需制造与个性化生产： 探讨3D打印如何实现小批量、定制化零件的快速生产。 复杂结构设计： 分析3D打印如何实现传统工艺难以实现的复杂内部结构、拓扑优化结构，提升零件性能。 多材料打印与功能集成： 展望不同材料一体化打印，实现集成传感、加热等功能。 4. 精密制造的未来发展趋势： 人机协作： 探讨人类智慧与机器智能的协同，提升制造系统的柔性和效率。 绿色制造与可持续性： 关注节能、减排、可回收材料在精密制造中的应用。 柔性制造与快速响应： 介绍如何通过模块化设计、敏捷生产线来实现快速切换产品、适应市场变化。 先进计量与质量保证： 探讨非接触式测量、纳米计量等技术在精密质量控制中的应用。 本书特色： 系统性与前瞻性： 紧密围绕精密制造的核心环节，从材料到工艺再到智能化，构建完整的知识体系，并关注行业发展前沿。 理论与实践相结合： 深入剖析各类技术背后的科学原理，同时结合实际应用案例，帮助读者理解理论的落地。 图文并茂： 丰富的图表、插图和流程图，直观地展示复杂的技术概念和设备结构。 面向行业读者： 适用于材料工程师、制造工程师、工艺工程师、机械设计工程师、自动化工程师、生产管理人员以及相关专业的学生。 通过阅读《精密制造的基石：材料、工艺与智能化解决方案》，读者将能够深刻理解现代精密制造业的运作逻辑，掌握支撑精密制造的关键技术，并为迎接未来的智能化制造浪潮做好充分准备。

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从内容深度上来说，这本书在基础理论的讲解上是极其细致的，这一点毋庸置疑。例如，它对几何精度和公差是如何在CAD模型中体现，又是如何被CAM系统解释和传递给机床的这个过程，做了非常详尽的数学推导。但问题在于，它对这些理论的讨论，几乎没有结合任何现代商业软件的具体操作界面来进行阐述。这意味着，读者必须自己将这些抽象的数学模型，强行映射到他们正在使用的软件界面上。对我来说，这就像是拿到了一本关于飞行原理的物理教材，却期望它能教会我如何驾驶一架波音747——理论知识是完备的，但实际操作的桥梁缺失了。我原本希望能找到一些关于如何将复杂的曲面（如自由曲面）通过参数化方法进行特征化处理的实用技巧，但这类“技巧分享”的内容几乎被厚重的理论取代了。这本书更像是理论研究者的案头必备，而非一线工程师的快速参考手册。

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这本书的排版和插图简直让人回到了上世纪九十年代末的工程手册风格。大量的纯黑白线条图，很多截面图和爆炸视图都是手绘风格的扫描件，清晰度勉强达到了可以辨认的程度，但完全没有现代书籍那种高分辨率的渲染效果。我本来期待能看到一些关于拓扑优化或者增材制造（3D打印）路径生成的章节，毕竟现在CAD/CAM的交叉领域非常热门。但这本书似乎将重点完全放在了传统的“切削”制造工艺上。我仔细查找了关于逆向工程的部分，希望能找到一些关于点云数据处理和曲面拟合的介绍，但非常遗憾，这方面的内容寥寥无几。整本书更像是一部详尽的“机床操作员指南”，而非面向高级产品设计师的工具书。对于那些希望了解如何高效利用最新仿真模块和材料库来缩短产品开发周期的读者来说，这本书提供的帮助可能非常有限，它似乎更适合那些需要维护或编写老旧数控程序的资深技师。

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这本书的封面设计得非常朴实，那种感觉就像是直接从某个工程师的笔记本里撕下来的一页纸，深蓝色的背景上用白色和亮黄色的字体印着“CD-R机械CAD/CAM”。我原以为这会是一本针对现代三维建模软件的深度教程，比如SolidWorks或者CATIA的最新版本，毕竟现在市场上的CAD/CAM书籍大多都是围绕着这些主流软件展开的。然而，当我翻开目录时，我立刻意识到这可能是一本更偏向于基础理论和老式数控编程方法的著作。里面提到了大量的G代码和M代码的详细解析，甚至还有一些关于早期的二轴、三轴铣削路径规划的传统算法描述。这对我一个习惯了“所见即所得”的参数化建模新手来说，无疑是个挑战。我正在努力消化那些关于刀具补偿和坐标系转换的章节，感觉就像是在学习一门古老的语言，虽然它们构成了现代制造的基石，但阅读起来确实需要极大的耐心和对底层逻辑的深刻理解。这本书似乎更侧重于“为什么”和“如何手动实现”这些功能，而不是简单地教你“点哪里”可以完成操作。

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我是在一个论坛上看到有人推荐这本书，说它是理解CNC核心逻辑的“圣经”。带着这种期待，我迫不及待地打开了关于“CAM后处理程序”的那几章。我本想了解如何针对特定的后处理器进行定制化编程，或者如何利用最新的编译器来优化G代码的执行效率，以减少机床空转时间。然而，书中的后处理章节却花费了大量的篇幅来解释不同后处理文件格式之间的兼容性问题，以及如何在没有现代化集成开发环境（IDE）的情况下，手动追踪和修改代码流。这种对细节的“过度”关注，使得我对现代软件集成方面的期望完全落空了。更让我感到意外的是，全书几乎没有提及任何关于云计算在CAM领域应用的讨论，也没有对基于AI的路径规划进行任何前瞻性的探讨。读完这部分内容，我感觉自己像是回到了拨号上网的时代，虽然基础扎实，但完全脱离了当前技术发展的主流趋势。

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这本书的专业性毋庸置疑，但它的目标读者定位似乎非常狭窄。我特别关注了关于“材料特性与切削参数”关联性的章节，希望能找到最新的关于难加工材料（如钛合金或高温合金）的最佳切削参数推荐或经验公式。遗憾的是，书中所列举的材料数据主要集中在传统工程塑料和标准钢材上，数据更新停留在至少十年前的标准。在探讨“五轴联动加工”时，这本书的描述也更多地集中在运动学解算的核心算法上，对于如何处理轴向干涉、如何设置灵活的刀具定位角度来优化表面质量的实际操作建议非常少。这让我感觉，这本书的价值在于其对数控加工底层原理的深度挖掘，而非作为一本涵盖当前主流工艺和软件新特性的综合参考书。对于那些刚开始接触CAD/CAM的学习者，这本书可能会因为信息密度过大且年代感较强，而产生强烈的劝退感。

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