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页数:179

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出版时间:2006-6

价格:19.00元

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isbn号码:9787115144553

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《现代精密机械设计与制造》 一、 概述 《现代精密机械设计与制造》是一本深度探讨现代机械工程核心理论与实践应用的学术专著。本书聚焦于当前精密机械领域最前沿的设计理念、制造技术与先进工艺，旨在为机械工程师、科研人员及相关专业高年级学生提供一套系统、全面且富有启发性的知识体系。全书以解决现代精密机械领域面临的挑战为导向，融合了理论研究的深度与工程实践的广度，力求在复杂多变的工业需求下，展现出机械工程的无限可能。 本书的研究范畴涵盖了精密机械系统的建模与仿真、高性能材料的应用、先进制造工艺的革新、智能化控制技术以及可靠性工程等多个关键维度。它不仅梳理了精密机械设计与制造的基本原理，更深入剖析了当代技术发展所带来的新机遇和新挑战，例如微纳制造、增材制造、数字孪生、人工智能在设计与制造过程中的应用等。通过对这些前沿领域的详尽阐述，本书力求引导读者突破传统思维模式，拥抱变革，掌握驱动未来精密机械技术发展的核心能力。 二、 主要内容 第一篇：精密机械系统设计理论与方法 第一章：精密机械系统的定义、特征与发展趋势 详细界定精密机械系统的概念，阐述其在尺寸精度、形状精度、相互位置精度、动态性能、环境适应性等方面的严苛要求。 分析精密机械系统在现代工业中的广泛应用，如半导体制造设备、医疗仪器、航空航天部件、精密测量仪器、光学仪器等，并探讨其在不同领域中的独特价值。 前瞻性地展望精密机械技术的发展趋势，包括微型化、智能化、集成化、柔性化、绿色化以及与新材料、新技术的融合。 第二章：精密机械系统的功能分析与结构设计 深入讲解功能分析在精密机械设计中的核心地位，如何将复杂功能分解为可实现的子功能，并以此为基础进行概念设计。 系统介绍结构设计的方法论，包括方案生成、结构布局、强度与刚度分析、机构优化设计等。 重点阐述在精密设计中如何处理诸如热变形、振动、应力集中等对精度造成不利影响的因素。 引入先进的设计工具和方法，如参数化设计、特征化设计、知识工程以及基于CAE（计算机辅助工程）的协同设计。 第三章：精密机械传动系统的设计与优化 详尽分析各类精密传动机构，包括齿轮传动（高精度齿轮、行星齿轮、谐波齿轮）、蜗杆蜗轮传动、丝杠螺母机构、直线电机驱动、皮带/链条传动等，讨论其精度、效率、寿命、噪音等特性。 深入研究精密传动系统的误差来源及抑制方法，如齿轮加工精度、安装误差、轴承游隙、材料变形等。 介绍如何通过传动链的优化配置、补偿技术（如双向驱动、反向间隙补偿）以及先进的传动元件（如精密轴承、伺服电机）来提高传动精度和性能。 探讨新型传动方式，如磁悬浮驱动、液压/气动精密传动在特定领域的应用。 第四章：精密机械的运动精度与误差分析 系统性地讲解影响精密机械运动精度的各种因素，包括设计制造误差、装配误差、材料特性、工作环境（温度、湿度、振动、污染）、运行载荷、磨损老化等。 详细介绍误差的分类与量化方法，包括系统误差、随机误差、耦合误差、累积误差等。 深入讲解误差的传播规律和传递链分析，如何识别关键误差链并进行针对性控制。 介绍现代误差分析与补偿技术，包括统计分析方法、蒙特卡洛模拟、容差综合、基于模型的误差补偿、以及补偿装置的设计。 第五章：精密机械的动态性能分析与控制 阐述精密机械系统的动态特性，包括固有频率、模态振型、阻尼特性、瞬态响应等，并强调其在高速、高精度运动中的重要性。 介绍振动分析的基本原理与方法，包括有限元法（FEM）在结构动力学分析中的应用。 探讨振动抑制技术，如动力吸振器、隔振设计、材料阻尼、主动隔振与主动控制。 分析精密机械系统的反馈控制策略，包括PID控制、模糊控制、自适应控制、预测控制等，以及如何实现高动态精度和鲁棒性。 介绍伺服系统设计中的关键技术，如电机选型、驱动器配置、编码器选择与安装、以及性能调优。 第二篇：现代精密制造技术与工艺 第六章：高性能材料在精密机械中的应用 探讨具有优异力学性能、热学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性的先进材料，如高性能合金（特种钢、钛合金、铝合金）、陶瓷材料、工程塑料、复合材料等。 分析材料的微观结构、强化机制及其对精密零件性能的影响。 介绍先进的表面处理技术，如硬质涂层、渗氮、渗碳、表面淬火、离子注入等，以改善零件的耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性。 讨论在极端环境下（如超高温、超低温、真空、强腐蚀）精密机械所需的特殊材料选择与应用。 第七章：精密机械零件的先进加工技术 七、一：超精密加工技术 详细介绍超精密车削、磨削、抛光技术，包括金刚石车削、磁流体抛光、化学机械抛光（CMP）等。 讲解超精密加工设备的技术要求，如高刚性机床、精密主轴、精密进给系统、高精度测量系统。 探讨超精密加工过程中的影响因素，如刀具磨损、切削力、热源、振动等，以及相应的控制措施。 重点介绍超精密非球面光学元件、微电子器件载体、精密量具等的加工实例。 七、二：微纳加工技术 深入阐述光刻（光刻、电子束光刻、X射线光刻）、刻蚀（干法刻蚀、湿法刻蚀）、薄膜沉积（CVD、PVD）等微纳制造工艺。 介绍微机电系统（MEMS）的设计与制造流程，以及其在传感器、微驱动器、微流控器件等方面的应用。 讨论微纳加工中的关键挑战，如精度控制、表面效应、材料选择、精度验证。 七、三：增材制造（3D打印）技术 系统介绍粉末床熔融（SLM, EBM）、定向能熔融（DED）、光固化（SLA, DLP）、材料喷射（MJF）等主流增材制造工艺。 分析增材制造在精密机械领域的设计自由度、复杂结构制造能力、快速原型制造以及功能集成方面的优势。 探讨增材制造零件的后处理技术，如热处理、表面精加工、检测与验证。 介绍增材制造在航空航天、医疗器械、定制化精密部件等领域的应用案例。 第八章：精密零件的表面工程与优化 探讨表面处理技术的目标，包括提高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、降低摩擦系数、改善粘附性等。 详细介绍物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）技术的原理、工艺流程及应用。 分析各种涂层材料（如TiN, TiAlN, DLC, CrN, Al2O3）的性能特点及其在精密机械零件上的应用。 介绍电镀、阳极氧化、化学镀等表面处理技术在改善零件表面性能方面的作用。 强调表面粗糙度、表面形貌对精密机械功能和寿命的影响，以及相关的检测与控制方法。 第九章：精密装配与质量控制 讲解精密装配的特殊性，包括洁净环境要求、微小间隙的装配、预紧力控制、以及对装配过程中可能产生的损伤的预防。 介绍精密装配的常用方法与工具，如无尘室、专用夹具、精密测量仪器、自动化装配设备。 系统阐述质量控制在精密机械制造中的重要性，从原材料进厂到成品出库的每一个环节。 介绍各种精密测量技术，如三坐标测量机（CMM）、光学测量设备（干涉仪、激光扫描仪）、形状测量仪、表面粗糙度仪等。 讲解质量管理体系（如ISO 9000系列）在精密制造企业中的应用，以及统计过程控制（SPC）等方法。 强调数据采集、分析与追溯在提升产品质量和可靠性中的作用。 第三篇：智能化与未来发展 第十章：精密机械的智能化设计与制造 探讨人工智能（AI）和机器学习（ML）在设计中的应用，如生成式设计、参数优化、失效预测。 介绍大数据分析在制造过程中的应用，如工艺参数优化、设备状态监测、故障诊断与预测性维护。 讲解数字孪生（Digital Twin）技术在精密机械设计、制造、运行维护全生命周期中的应用，实现虚拟与现实的实时同步。 介绍机器人技术在精密装配、检测、物料搬运等环节的应用，提高生产效率和精度。 探讨智能工厂、工业4.0理念在精密机械制造中的实现路径。 第十一章：精密机械的可靠性工程与维护 分析精密机械系统可靠性设计的基本原理，如何通过冗余设计、容错设计、材料选择、工艺控制来提高可靠性。 介绍可靠性评估方法，如故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）、故障模式与影响及危害性分析（FMEA）。 讲解精密机械的监测与诊断技术，如状态监测、损伤诊断、寿命预测。 探讨精密机械的维护策略，包括预防性维护、预测性维护、故障修复，以及维护过程中的技术要求。 强调设计与制造过程中的可维护性考虑。 第十二章：精密机械在新兴领域的应用与展望 深入探讨精密机械在生物医学工程领域的应用，如微创手术器械、诊断设备、药物输送系统、基因测序设备。 分析精密机械在新能源技术中的作用，如精密光学组件在太阳能电池制造中的应用、高效能源转换设备的精密部件。 展望精密机械在量子计算、先进半导体制造、空间探索、深海探测等尖端科技领域的潜在应用。 讨论未来精密机械技术的发展方向，包括更高级别的智能化、自主化、集成化以及跨学科融合。 三、 本书特色 《现代精密机械设计与制造》以其前沿性、系统性、深度性与实践性为主要特色。本书不仅涵盖了精密机械设计制造的基础理论，更着重于将最先进的设计理念、最前沿的制造技术、最创新的工艺方法融入其中。书中穿插了大量的实际工程案例和研究实例，力求使读者在学习理论知识的同时，能够深刻理解其在实际工程中的应用价值。作者团队由多位在精密机械领域享有盛誉的专家组成，确保了本书内容的权威性与准确性。本书旨在为推动中国精密机械产业的升级与发展，提供坚实的理论与技术支撑。 四、 目标读者 本书适合以下读者群体： 机械工程、精密仪器、材料科学、自动化等相关专业的大学本科高年级学生和研究生。 在精密机械设计、制造、研发、生产、质量控制等岗位工作的工程师和技术人员。 从事精密机械相关领域的科学研究人员。 对现代精密机械技术感兴趣的广大技术工作者和科技爱好者。 通过阅读本书，读者将能够构建起坚实的精密机械工程知识体系，掌握解决复杂工程问题的能力，并为在这一日新月异的领域中取得突破奠定坚实基础。

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这本书的深度和广度完全超出了我的预期，我本来以为它会集中在某个特定的领域，比如木工或者金属加工，但没想到它涵盖的范围非常广泛，简直像是一部工程学的“微缩百科全书”。最吸引我的是它对于材料特性的讲解部分，那种细致入微的描述，让我对不同材料的物理属性有了更深刻的理解。比如，书中对高分子复合材料的拉伸强度和温度敏感性的对比分析，简直是教科书级别的严谨，但用语又不像纯粹的学术论文那样枯燥。我记得有一章专门讲了如何根据不同负载要求来选择连接件的类型，那张复杂的流程图我研究了好几天，每一步的逻辑推导都非常清晰，让我这个非专业人士也能大致领会到工程师在设计时的考量。而且，这本书的排版设计非常出色，大量的工程图纸和剖面图，不仅清晰，而且艺术感十足，很多图例本身就是一件件精美的艺术品。读完之后，我对身边那些习以为常的机械结构，比如自行车的链条、电梯的导轨，都会不由自主地去思考其背后的设计原理和受力分析，这是一种非常奇妙的“觉醒感”。

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我是一个对细节有强迫症的收藏爱好者，尤其喜欢那些老式的机械装置和精密的仪器。这本书，恰恰满足了我对“精确”的终极向往。我过去总觉得，要理解这些复杂设备，必须得啃那些厚重的德语或俄语原版手册，但这本书完全打破了我的固有观念。它在讲解那些经典传动机构时，用的不是冰冷的参数堆砌，而是用一种近乎诗意的语言来描绘运动的轨迹和力量的转化。比如，书中对“蜗轮蜗杆传动”效率损失的分析，它不仅仅给出了数学模型，还配有手绘的动态草图，把能量耗散的过程“可视化”了，我仿佛能听见齿轮摩擦的声音。最让我心潮澎湃的是，书中收录了一些历史上著名设计师的设计草图和笔记的“复刻件”，那些线条的力度、修改的痕迹，都透露出那个时代设计者的心血和挣扎，让人肃然起敬。它不仅仅是知识的传递，更像是一次跨越时空的对话，让我体会到“匠人精神”的真正含义。这本书的价值，已经远远超出了工具书的范畴，它更像是一部关于“如何精确地思考”的哲学著作。

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这本书给我的感觉，像是一位技艺精湛的老师傅，坐在你身边，一边喝着茶，一边慢慢跟你聊他的“看家本领”。它的语言风格非常接地气，丝毫没有学究气，读起来非常舒服。我尤其欣赏它对“简化”和“集成”的设计哲学的阐述。书中用大量对比案例展示了如何通过减少冗余的部件来提高系统的可靠性和可维护性，这种“大道至简”的思想，不仅适用于工程领域，对我的日常生活管理也很有启发。比如，书中关于模块化设计的介绍，让我反思我们部门现有的工作流程是不是过于臃肿了，那些看似复杂的功能模块，其实可以被拆分成更独立、更易于维护的小单元。而且，这本书的插图质量简直是业界良心，每一张图都经过了精心的打磨，线条干净利落，标注规范到小数点后两位，但又不会让人觉得眼花缭乱。它教会我的不仅是“怎么画”，更是“为什么要这么画”，是那种深入骨髓的设计价值观的传承。这本书，是那种你买回家后，会忍不住时不时地翻开某一页，然后静静地品味一阵子的好书。

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说实话，我一开始是抱着一种“完成任务”的心态来翻阅这本书的，毕竟工作需要，想应付一下项目上的基础知识考核。结果呢？我完全被这本书“拉着走”了。它的叙事节奏非常老练，总能在你快要感到乏味的时候，抛出一个极具挑战性的、但又能在逻辑上完美自洽的“例外情况”。比如，在介绍基础的几何投影法时，它紧接着就引入了“自由曲面”的绘制难点，让你不得不立刻提升自己的思维层级去应对。这本书最厉害的地方在于，它非常善于设置“陷阱”——那些看似简单，但稍不留神就会出错的细节，它会用加粗的字体和醒目的警示图标来提醒你。这使得我在阅读过程中必须保持高度专注，时刻处于一种“战斗”状态。这种高强度的脑力激荡，让我感觉自己的逻辑判断能力得到了极大的锻炼。以前觉得很多设计规范是死板的教条，现在读完之后，我明白了每一个规范背后都是无数次失败教训的结晶，我对这些“规则”产生了发自内心的敬畏。这是一本能让你感到“痛快”的学习资料，因为它要求你拿出百分之百的努力，并慷慨地给予你相应的回报。

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天哪，这本书简直是为我量身定做的！我最近刚开始接触室内设计这块，对空间布局和各种家具的尺寸总是拿不准，翻开这本书，第一感觉就是“终于找到组织了”。它不像那些晦涩难懂的理论书籍，而是直接把实际操作中的难点掰开了揉碎了讲。比如，它对不同风格的厨房布局有非常细致的图示分析，从“L型”到“U型”，每一个转角的设计都标注得清清楚楚，让我立刻就能明白为什么有些布局用起来就是不顺手。更让我惊喜的是，里面还有好几个关于不同朝向房间光线处理的案例，这在书本上是很少见的，它真的从用户的居住体验出发，而不是仅仅停留在技术层面。我特别喜欢它提供的那种“小贴士”栏目，比如如何巧妙地利用壁龛增加储物空间，或者不同材质的踢脚线如何影响空间的整体观感，这些都是经验之谈，非常实用。现在，我正在尝试用书中学到的知识来重新规划我的小书房，感觉自己的设计思维一下子被打开了，不再是东拼西凑的零散想法，而是有了一个坚实的、基于科学和美学的框架。这本书对初学者来说，简直就是一本行走的“避坑指南”，强烈推荐给所有想把自己的居住空间变得更美好的人！

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