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出版者:

作者:理查德·克劳森

出品人:

页数:156

译者:

出版时间:2008-7

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787111242024

丛书系列:国际制造业先进技术译丛

图书标签:

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图书名称： 现代制造技术与优化 图书简介： 本书旨在全面、深入地探讨现代制造业中的核心技术、先进工艺以及优化管理策略。内容涵盖了从原材料选择到最终产品检验的全过程，重点关注如何通过技术创新和精益管理提升生产效率、产品质量和市场竞争力。本书适合于机械工程、制造工程、工业工程等相关专业的本科生、研究生，以及在制造业一线从事工艺设计、生产管理和技术研发的工程师与技术人员。 第一部分：基础理论与先进材料 本部分为全书奠定坚实的理论基础，并介绍了当前制造业中应用的关键材料及其特性。 第一章：制造系统的基本概念与演进 详细阐述了制造系统的构成要素、功能层级以及不同类型的制造系统（如柔性制造系统FMS、自动化生产线）。追溯了从传统车间到智能工厂的演进历程，强调了信息物理系统（CPS）在现代制造中的核心作用。深入分析了制造系统的建模与仿真技术，特别是离散事件仿真（DES）和基于代理（Agent-based）的建模方法，为后续的工艺优化打下基础。 第二章：现代工程材料科学 重点介绍用于高精度制造的关键材料，包括高性能合金（如高温镍基合金、钛合金）、先进陶瓷以及功能性聚合物。详细阐述了材料的微观结构如何影响其切削、成形及连接性能。特别引入了增材制造（3D打印）材料的特殊要求，如粉末冶金特性、热影响区（HAZ）分析，以及材料在极端工况下的服役性能评估方法，如疲劳寿命预测和蠕变分析。 第三章：表面工程与涂层技术 表面性能是决定零部件使用寿命和可靠性的关键因素。本章深入探讨了提高材料表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和降低摩擦系数的各类技术。内容覆盖了热处理工艺（如渗碳、氮化）、物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术，并引入了激光熔覆等先进表面改性技术，分析了涂层与基材的界面结合强度和残余应力控制。 第二部分：核心加工工艺与数字化集成 本部分聚焦于实现精密制造的核心加工技术，并探讨了如何将这些技术集成到数字化制造环境中。 第四章：切削加工的机理与精密控制 全面回顾了车削、铣削、钻削等传统切削加工的力学、热学和摩擦学机理。重点分析了高速切削（HSC）和超精密加工中的颤振抑制技术、刀具磨损的实时监测与补偿策略。引入了切削参数优化模型，特别是基于机器学习算法的自适应控制系统，旨在实现亚微米级的尺寸精度和极低的表面粗糙度。 第五章：特种加工技术深度解析 本章详细介绍非常规加工方法，这些方法适用于加工传统方法难以处理的难加工材料或复杂几何形状。内容包括： 电火花加工（EDM）的放电机制、电极设计与能量密度控制。 激光加工技术（切割、钻孔、熔覆）的热影响区控制和光束质量对加工结果的影响。 超声波加工（USM）和电化学加工（ECM）在薄壁件和精密模具制造中的应用。 第六章：增材制造（AM）的工艺链与质量控制 作为现代制造的前沿，AM技术被系统性地介绍。涵盖了基于粉末床熔融（PBF）、定向能量沉积（DED）等主流技术的工艺流程。深入讨论了成形过程中的残余应力形成与变形预测、缺陷（如孔隙率、未熔合）的无损检测方法（如X射线CT），以及后处理工艺（如热等静压HIP）对最终部件性能的决定性作用。 第七章：数字化制造与工业物联网（IIoT） 探讨如何将先进的加工设备连接到统一的数字化平台。详细介绍了计算机辅助制造（CAM）软件中的后处理技术、刀具路径优化算法。引入了工业物联网（IIoT）在车间层面的数据采集、实时状态监控（OEE/APC）和预测性维护（PdM）的应用框架，强调了数据驱动决策在提高设备利用率上的价值。 第三部分：制造过程的优化与质量保证 本部分着重于如何运用系统工程和统计学方法来优化整个制造流程，并确保产品符合最高质量标准。 第八章：精益生产与效率提升 系统阐述了精益制造的核心原则，如价值流分析（VSM）、消除七大浪费。重点分析了单件流（One-Piece Flow）的组织方式和拉动式生产系统（Kanban）的建立与维护。此外，探讨了如何将快速换模（SMED）技术应用于复杂装配和加工单元，以最小化停机时间。 第九章：统计过程控制（SPC）与六西格玛（Six Sigma） 这是保证产品一致性和可靠性的基石。本章详述了SPC的控制图选择、过程能力指数（$C_p$, $C_{pk}$）的计算与应用。深入讲解六西格玛方法论（DMAIC），并结合实际案例演示如何通过测量系统分析（MSA，如Gauge R&R）来确保数据的准确性，从而实现对制造过程的稳健控制。 第十章：先进的装配技术与连接方法 本书的这部分聚焦于零部件的最终集成与连接。内容包括： 自动化装配系统的设计原则、夹具设计和机器人路径规划。 现代连接技术，如激光焊接、搅拌摩擦焊（FSW）的冶金学基础和过程控制。 结构粘接技术，包括胶黏剂的选择、表面预处理对粘接强度的影响，以及疲劳载荷下的界面失效分析。 第十一章：制造系统的可靠性与维护工程 讨论如何构建高可靠性的制造系统。介绍故障树分析（FTA）和失效模式及影响分析（FMEA）在设计和工艺规划阶段的应用，以预防潜在的系统故障。详细阐述了基于状态的维护（CBM）策略，利用传感器数据和寿命预测模型，实现从被动维修到主动维护的转变，最大限度地减少非计划停机时间。 第十二章：可持续制造与绿色工艺 面对日益严格的环保要求，本章探讨了如何将可持续性融入制造流程。内容包括能源效率优化、废弃物最小化技术、溶剂替代和切削液的循环利用。分析了生命周期评估（LCA）方法在评估制造过程环境影响中的作用，引导读者开发环境友好的制造解决方案。 本书通过严谨的理论阐述、前沿的技术介绍和丰富的工程实例，致力于为读者提供一个全面、实用的现代制造技术知识体系。重点在于工艺间的相互影响、数据驱动的决策制定以及面向全生命周期的质量与效率的协同优化。

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初翻阅此书时，我被其内容的广度和深度所震撼。它绝不仅仅是一本基础的装配操作指南，更像是一部系统性的工程方法论。书中对“装配精度控制”这一核心议题的探讨，简直是鞭辟入里。作者没有停留在描述性的介绍，而是深入到统计过程控制（SPC）和容差链分析的数学模型层面，让人真切体会到，现代高端制造的本质在于对不确定性的精确管理。我尤其欣赏其中关于柔性制造系统（FMS）中装配环节如何与自动化设备进行高效对接的章节，这对于身处产业升级浪潮中的工程师来说，提供了极具前瞻性的指导价值。它迫使你跳出车间一角的视角，去构建一个完整的、可优化的生产生态系统。 更深入地挖掘，书中对于“人机工程学”在复杂设备装配中的应用分析，也让我耳目一新。它不仅仅是关于工具和工位的布置，更涉及操作人员的疲劳度曲线、视觉焦点转移效率等心理学和生理学的考量。这种跨学科的视角，使得这本书的理论高度得到了极大的提升，让原本枯燥的工艺流程描述，增添了人文关怀的底色。它教导的不是如何“做”，而是如何“更科学、更人性化地设计去做”。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴。封面采用了哑光材质，手感细腻，色彩搭配上选择了沉稳的深蓝色与跳跃的亮黄色，形成了一种既专业又不失活力的对比。封面上“装配工艺”这几个大字，字体选择得非常考究，笔画厚重有力，仿佛能让人感受到机械制造的坚实与精密。内页的纸张也选用了高克重的道林纸，保证了印刷的清晰度，即便是复杂的机械图纸和流程图，也能看得一清二楚，没有丝毫的油墨扩散或透印的现象。 而且，这本书的排版布局堪称教科书级别。章节的划分逻辑清晰，从宏观的装配原则到微观的零件配合，过渡得非常自然流畅。作者非常善于利用留白，使得密集的文字和图表之间有了呼吸的空间，长时间阅读也不会产生强烈的压迫感。特别值得一提的是，书中穿插的一些历史沿革的插图和现代先进制造技术的对比图，不仅丰富了视觉体验，更是在潜移默化中提升了读者的专业素养。这种对细节的极致追求，体现了出版方对知识传递的尊重。

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这本书的语言风格非常独特，它不像某些技术手册那样晦涩难懂，而是充满了构建知识体系的匠人精神。作者在行文中大量运用类比和反问，引导读者主动思考工艺设计背后的决策逻辑。例如，在讨论模块化装配的优势时，它没有简单罗列“减少返工、提高效率”这些老生常谈的优点，而是引入了“复杂性管理”的概念，将装配过程视为一个持续迭代的算法优化过程。这种富有哲理性的表达，让阅读过程充满了智力上的愉悦感。 此外，书中对于“工艺文件标准化”的论述，我个人认为具有极高的参考价值。它不仅关注了图纸符号的统一性，更深入探讨了电子化文档管理系统中，如何利用XML或PLM系统确保工艺信息的版本控制和全球协同。这种对信息流管理的关注，显示出作者对现代制造业管理体系的深刻理解。这本书的价值在于，它不仅仅教授了“手艺”，更传授了“如何科学地管理和传承这门手艺”的方法论。

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这本书的整体阅读体验，给我一种久旱逢甘霖的畅快感。它不像那些拼凑起来的教材，东拉西扯，没有主线。它围绕着“装配质量的动态可控性”这一核心目标，构建了一个完整严密的知识框架。从物理层面，它细致讲解了表面处理、配合公差的实际影响；从管理层面，它探讨了精益生产原则在装配车间中的落地实施挑战。这种跨越不同维度的整合能力，是许多同类书籍所不具备的。 尤其让我印象深刻的是，书中对历史遗留问题的处理态度。作者没有回避传统工艺中的一些不完美之处，反而将其作为改进的切入点，详细分析了技术迭代的驱动力。例如，关于一些传统装配方法在新材料应用下必须淘汰的原因，作者给出了详尽的材料科学解释，而不是简单地宣布“过时了”。这种对技术发展历程的尊重和批判性继承，使得整本书的论述显得既严谨又充满生命力，让人读后不仅学到了知识，更对整个工程领域产生了更深层次的敬畏之心。

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坦率地说，我是一个偏爱实践操作的工程师，对于理论深究总有些望而却步，但这本书却成功地将我拉进了理论的殿堂。它的论述风格极为务实，每一个理论推导后，都会紧跟着一个详尽的实际案例分析。比如，在讲解如何选择最佳紧固件预紧力矩时，作者引用了某航空发动机部件的真实失效数据，通过对比不同紧固方法在极端温度和振动环境下的表现，直观地揭示了理论公式背后的物理意义和潜在风险。这种“先立论，后证伪”的叙事结构，极大地增强了内容的说服力和可信度。 我发现，书中的许多流程图和流程图解，其复杂程度已经达到了可以作为内部培训材料的级别。它将那些通常需要多年经验积累才能掌握的“诀窍”和“隐性知识”，用清晰的逻辑图谱展现出来，极大地缩短了新入职技术人员的学习曲线。特别是关于无损检测技术在装配过程中的集成策略，书中详细列举了超声波、X射线透射等方法的适用场景和局限性，为现场质量控制提供了可靠的决策依据。它真正做到了将前沿研究成果，有效地转化为可操作的工业标准。

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