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出版者:机械工业出版社

作者:罗昭智

出品人:

页数:393

译者:

出版时间:2007-8

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787111215400

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 电子技术
• 电路分析
• 电力系统
• 电子元件
• 传感器
• PLC
• 自动化
• 高压电
• 低压电

现代机械制造工艺基础 前言 随着科技的飞速发展，机械制造行业正经历着一场深刻的变革。先进制造技术，如增材制造、智能制造和数字化车间，正在重新定义我们对产品设计、生产和维护的认知。然而，所有这些前沿技术的基石，依然是那些经过时间检验、并且不断被现代科学武装起来的传统制造工艺。《现代机械制造工艺基础》旨在为工程技术人员、科研工作者以及相关专业的高年级本科生和研究生，提供一个全面、深入且实用的知识框架，涵盖从材料选择到最终成型、再到表面处理的全过程。 本书摒弃了过于基础的、仅关注基本定律的叙述方式，而是侧重于现代工业背景下的工艺选择、参数优化、质量控制与成本效益分析。我们力求将理论深度与工程实践紧密结合，帮助读者理解“为什么”和“如何”在复杂的工程限制下做出最佳的工艺决策。 --- 第一部分：制造系统的哲学与基础 第一章：现代制造的演进与挑战 本章首先描绘了全球制造业的宏观图景，从工业4.0的愿景出发，探讨了数字化转型对传统工艺链的冲击与融合。重点分析了当前制造业面临的几大核心挑战：快速原型与小批量多品种的柔性制造需求、极端性能材料的应用、以及对能效和环保的日益严格的要求。我们将深入探讨“工艺-材料-结构”三位一体的设计理念，强调工艺路线的早期规划是决定产品成败的关键。 第二章：工程材料的加工性能 理解材料是选择正确工艺的前提。本章详述了结构钢、铝合金、钛合金、镍基高温合金以及先进复合材料在加工过程中的本构关系和微观组织变化。重点剖析了塑性变形的本质、材料的切削性能指标（如刀具磨损率、表面完整性）以及热影响区的形成机理。我们不再仅仅罗列材料的物理常数，而是聚焦于这些常数如何影响刀具寿命、进给速度和表面粗糙度等实际可测的工艺参数。 第三章：制造公差与测量学原理 精确性是现代制造的灵魂。本章系统阐述了形位公差（GD&T）体系，不仅仅是符号的解释，更深入探讨了其在功能实现中的作用和在不同制造阶段（从粗加工到精密研磨）的累积效应。同时，详细介绍了现代计量手段，包括三坐标测量机（CMM）、光学非接触式测量技术（如激光扫描）以及过程中的在位测量（In-situ Monitoring）技术，强调如何建立从设计意图到最终产品测量的完整可追溯链条。 --- 第二部分：切削加工与成形技术的核心 第四章：先进切削理论与刀具技术 本章专注于高效率、高精度切削的理论基础。内容涵盖了切削力、功率消耗的精确模型，以及切削热的流动与影响。特别关注了高速、高压加工（HPC/HSC）中的颤振（Chatter）抑制技术和复杂曲面（如叶片、模具）的五轴联动加工策略。刀具部分，侧重于新型硬质合金、陶瓷和金刚石涂层刀具的研发趋势，以及它们在极端加工条件下的服役行为分析。 第五章：特种加工技术（ECM、EDM、LBM） 对于难以进行机械切削的超硬、超脆或高韧性材料，特种加工技术是必然选择。本章详细解析了电化学加工（ECM）的电解液动力学、电火花加工（EDM）的放电机制与微观熔池重凝过程，以及激光加工（LBM）中光-热-力耦合效应的仿真与控制。重点讨论如何优化脉冲参数和能量密度，以平衡材料去除率与表面损伤。 第六章：塑性成形与模具设计 塑性成形是实现大批量、低成本制造的关键。本章涵盖了热轧、冷挤压、深冲等传统工艺的力学分析，并引入了有限元方法（FEM）在冲压、锻造过程中的应用，用以预测回弹、裂纹和折叠的发生。对于模具设计，着重分析了模具钢的选择、热处理对模具寿命的影响，以及如何集成冷却和润滑系统以保证成形质量的均匀性。 --- 第三部分：先进制造与表面工程 第七章：增材制造（AM）的工艺链与挑战 增材制造已不再是原型制作的专属技术。本章深入探讨了基于粉末床熔融（PBF，如SLM/EBM）和定向能量沉积（DED）的技术细节。重点分析了层间结合强度、残余应力控制以及缺陷（如气孔、未熔合）的在线监测与后处理。此外，详细比较了AM工艺在航空航天和生物医疗领域的应用案例，强调了工艺参数对最终部件机械性能的决定性作用。 第八章：连接技术：焊接、钎焊与胶接 连接技术是复杂结构制造的瓶颈。本章超越了传统的熔焊理论，聚焦于固态连接技术（如搅拌摩擦焊、扩散焊）在异种材料连接中的优势。对于激光焊和电子束焊，深入分析了热输入控制对焊缝性能的影响。钎焊部分，着重探讨了活性金属钎焊和真空钎焊在高温合金连接中的应用，以及胶接界面失效分析方法。 第九章：表面完整性与功能化涂层 最终产品的性能往往由其表面决定。本章系统梳理了提高表面完整性的工艺，如珩磨、抛光和超精加工的机理。在涂层技术方面，重点介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）的薄膜生长过程，以及热喷涂技术在耐磨、耐腐蚀防护中的应用。最后，讨论了如何通过表面改性（如渗碳、氮化）来提升工件的服役可靠性。 --- 第四部分：制造过程的数字化与优化 第十章：制造过程的仿真与优化 本章强调了将理论模型转化为可执行的数字孪生。详细介绍了有限元分析（FEA）在预测塑性变形、切削过程和热应力方面的应用。内容包括材料本构模型的选择、边界条件的设定，以及仿真结果到实际生产的反馈闭环建立。重点探讨了优化算法（如遗传算法、响应曲面法）在工艺参数空间搜索中的应用。 第十一章：智能制造中的质量控制与物联网 现代制造强调无缺陷生产。本章探讨了基于传感器融合和机器学习的故障预测与健康管理（PHM）。内容包括切削力、振动、声发射信号的实时特征提取，以及如何利用这些数据建立工艺状态的在线诊断模型。同时，探讨了制造执行系统（MES）与车间设备的数据交互标准，实现全流程的透明化管理。 结语 《现代机械制造工艺基础》的目标是提供一个面向未来的视角，使读者能够理解并掌握当前先进制造系统的核心技术。工程的本质在于解决现实世界中的矛盾与约束，本书提供的理论工具和实践案例，正是为了帮助读者在日益复杂的制造环境中，做出最优化、最可靠的工艺决策。 ---

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这本书的语言风格非常具有“工程师的严谨美感”，但这种严谨并非冷冰冰的公式堆砌。它的精妙之处在于对“确定性”的强调。在讲解交流电部分时，对相位差、阻抗和功率因数的描述极其精确到位，让人深刻理解了为什么在电网传输中，效率和功率因数是如此关键的指标。作者似乎非常注重培养读者的“工程思维”，书中大量穿插了“设计考量”和“实际局限性”的讨论。比如，在讨论滤波电路时，不仅展示了理想的LC滤波效果，还深入分析了元件的寄生参数如何影响高频响应，以及如何通过选择合适的电容材质来优化性能。这种对“非理想世界”的坦诚相告，使得读者在学习理论的同时，也能保持一份清醒的、面向实践的头脑。我特别欣赏它在介绍测量仪器时所采取的视角，它不是简单地罗列示波器或万用表的参数，而是教你如何通过观察波形来“诊断”电路中的故障，这才是真正实用的技能。

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这本书最让我赞赏的一点，是它在强调理论的同时，并没有忽视电子技术发展的前沿动态。虽然基础原理是永恒的，但作者在章节的末尾总会适当地引入现代技术，比如关于微控制器接口的简要介绍，或者对新型功率器件（如SiC MOSFET）的特性概述。这使得整本书读起来既有扎实的“历史感”，又不失对未来科技的“前瞻性”。尤其是当涉及到电源管理部分时，书中对开关电源拓扑结构的介绍，清晰地展示了从线性稳压器到高频开关模式的演进，并分析了各自的优缺点和适用场景，这种“发展史”式的讲解，让知识点不再是孤立的，而是活生生的技术迭代过程。它成功地在深度和广度之间找到了一个绝佳的平衡点，使得读者在掌握了核心原理后，能够以更开放的心态去迎接未来电子技术领域不断涌现的新概念。总而言之，这是一本非常值得投入时间去精读的教材。

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坦白说，我原本以为这会是一本枯燥到需要靠咖啡因硬撑的书，没想到它竟然有着一种潜移默化的“技术美学”。它将看似冰冷的电子世界描绘成一个精妙的、相互联系的有机体。书中对元件的分类和介绍，体现了一种极高的逻辑性，比如先讲解电阻的物理本质，再引出电容对变化的响应，最后过渡到电感对电流变化的抵抗，这种层层递进的结构，仿佛在为搭建一座复杂的数字大厦打下坚实的地基。当我读到关于反馈理论的那一章时，作者使用了非常形象的比喻来解释正反馈和负反馈的区别，让我瞬间明白了为什么在音频设备中负反馈能保证音质稳定，而正反馈则可能导致振荡。这本书的排版和印刷质量也非常出色，纸张厚实，关键公式都有独立的版面突出显示，这对于需要反复查阅和演算的学习者来说，简直是福音。它不是那种读完就束之高阁的书，而是真正会成为案头常备的参考资料。

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这本《电工电子技术》真是让我大开眼界！我原本对电路和电子元件的理解仅限于小学自然课上捣鼓的玩具，感觉那是工程师才能触及的神秘领域。然而，这本书的叙述方式非常平易近人，它没有一上来就抛出复杂的公式和晦涩的术语，而是从最基础的电流、电压、电阻这些概念入手，用生活中的实例来解释它们之间的关系。比如，讲到串联电路和并联电路时，作者竟然拿家里的灯泡接线做了类比，一下子就明白了为什么某些灯泡坏了，其他灯还会亮。更让我惊喜的是，它在讲解晶体管这些核心元件时，没有直接陷入半导体物理的深奥理论，而是侧重于描述它们作为“开关”和“放大器”的实际功能，这种“先知其用，后解其理”的编排思路，极大地降低了初学者的畏难情绪。读完前几章，我已经能大致看懂一些简单的电子设备的工作原理图了，虽然离自己设计电路还很远，但那种从“一无所知”到“略知一二”的飞跃感，真是令人兴奋不已。书中的插图清晰明了，每一个实验步骤都标注得非常细致，仿佛身边就有一位耐心的老师在指导，绝对是理工科入门的绝佳读物。

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说实话，我拿到这本书之前，心里是打鼓的，毕竟“技术”两个字听起来就和我的文科背景格格不入。我期待它能像一本工具书那样，需要查什么就找什么，但阅读体验远超预期。这本书的结构设计非常巧妙，它没有采用那种传统的、堆砌知识点的线性叙事，而是围绕着“系统功能实现”这个核心目标来组织内容的。例如，当介绍到运算放大器时，作者并不是孤立地讲解它的输入阻抗和开环增益，而是立刻将其置入一个实际的应用场景——一个简易的音频放大电路中，然后反过来推导如何选择合适的反馈电阻来实现所需的增益。这种带着问题去学习的方法，让每一个知识点都有了用武之地，阅读过程充满了解决谜题的乐趣。特别是关于数字逻辑部分，它用很长的篇幅来解释布尔代数和卡诺图的简化过程，虽然过程略显繁琐，但当最终看到这些逻辑门如何组合成一个简单的四位加法器时，那种成就感是无以言喻的。这本书的深度和广度把握得恰到好处，既能满足工程实践的要求，又不会让理论派觉得过于肤浅。

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