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出版者:

作者:陈立德

出品人:

页数:147

译者:

出版时间:2009-1

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787118060126

丛书系列:

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• 先进制造
• 智能制造
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《机械加工的艺术与科学》 简介： 这本书并非直接探讨“先进制造技术”这一广阔的领域，而是选择将目光聚焦于构成所有制造过程基石的、那些经过数百年沉淀与演进，却依然至关重要的机械加工原理与实践。我们力求剥离那些过于宏观的概念，深入到材料变形、刀具与工件交互、工艺参数优化以及最终的精度控制等具体环节。这不是一本“赶时髦”的书，它不会用华丽的辞藻去描绘未来的工厂，而是以严谨的态度，去揭示机械加工过程中那些恒久不变的物理定律和工程智慧。 第一部分：材料的物理塑性与切削理论 在机械加工的世界里，材料的本质是这一切的起点。本部分将深入剖析各种金属材料，如钢、铝合金、铜合金以及钛合金等，在不同温度、压力和应力状态下的物理特性。我们将详细阐述塑性变形的微观机制，包括晶格滑移、孪晶以及应变硬化等现象，并结合金相学的视角，解释这些微观结构的改变如何影响材料的切削性能。 随后，我们将着重讲解切削理论的精髓。这不仅仅是刀具“削”掉材料那么简单，而是包含了一系列复杂的力学和热力学过程。我们将对切削力进行详细的分解，分析其对刀具、工件和机床的影响，并推导切削力与切削速度、进给量、切削深度以及刀具几何参数之间的数学关系。同时，我们还将深入探讨切削热的产生机理、传递途径以及对加工质量和刀具寿命的影响。这里，我们将详细介绍“切屑”是如何形成的，不同类型的切屑（如连续切屑、断续切屑、积屑瘤等）分别代表了什么样的加工状态，以及如何通过调整切削参数来优化切屑形态，从而实现更高效、更稳定的加工。 此外，本部分还将对刀具磨损的机理进行深入的分析，包括磨损的几种主要形式（如粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、扩散磨损等），以及磨损对加工精度、表面质量和刀具寿命的影响。我们将探讨如何通过合理的刀具材料选择、几何参数设计和涂层技术来延缓刀具磨损，从而提高生产效率和降低成本。 第二部分：精密机床与工艺装备 任何精密的加工都离不开稳定可靠的机床和量身定制的工艺装备。本部分将带领读者走进精密机床的世界，从其基本结构、传动方式到运动控制系统，进行详细的解读。我们将分析不同类型机床（如车床、铣床、磨床、镗床等）在结构上的特点和优势，以及它们如何实现高精度运动。 我们还将重点关注机床的刚度、精度和动态性能。刚度是保证切削过程中变形小的关键，我们将探讨影响机床刚度的因素，如床身结构、主轴系统、导轨等，并介绍提高机床刚度的方法。精度是衡量机床性能的重要指标，我们将详细阐述影响机床精度的各种误差源，如制造误差、安装误差、热变形误差、受力变形误差等，并介绍相应的补偿和调整方法。动态性能则直接关系到加工过程的平稳性和表面质量，我们将探讨振动产生的原因及其对加工的影响，并介绍提高机床动态性能的措施，如采用先进的减振技术和动力学设计。 工艺装备是实现特定加工任务的关键载体。本部分将详细介绍各种夹具、刀具和测量装置的设计原理与应用。我们将分析夹具的定位、夹紧和支撑功能，以及如何根据工件的形状、尺寸和加工要求设计出稳定可靠的夹具。刀具作为直接与工件发生切削作用的工具，我们将对其种类、材料、几何参数和刃磨方法进行详细介绍，特别是针对不同加工工艺（如车削、铣削、钻削、镗削、磨削等）所使用的专用刀具。同时，我们也将关注量具和量仪的应用，介绍它们在测量工件尺寸、形状和位置精度方面的原理和方法。 第三部分：表面工程与加工精度控制 获得优良的加工表面质量和极高的零件精度，是衡量制造水平的重要标准。本部分将深入探讨影响表面质量的各种因素，以及实现高精度加工的策略。 我们将详细分析切削过程中的表面形成机理，包括切削过程中的微观塑性变形、切屑与工件表面的摩擦、以及刀具刃口几何形状对表面形貌的影响。我们将介绍各种表面缺陷的成因，如表面粗糙度、微观几何形状误差、加工变形和表面损伤等。 随后，我们将重点关注各种提高表面质量的加工方法。例如，对于磨削加工，我们将深入探讨砂轮的选择、磨削参数的优化以及磨削液的作用。对于珩磨、抛光等超精密加工技术，我们将详细解析其工作原理和工艺要点，揭示如何在微观层面“抚平”材料表面。 更重要的是，本部分将系统阐述如何实现和控制加工精度。我们将深入剖析各种影响加工精度的误差来源，并提供系统性的误差分析和补偿方法。从宏观的机床精度，到微观的刀具磨损和热变形，我们将层层剥离，找出关键的精度影响因素。我们将介绍在实际生产中常用的精度控制手段，包括在线测量、闭环控制系统以及统计过程控制（SPC）等。我们将强调“精益求精”的理念，如何在设计、制造和检测的每一个环节，将精度控制的理念融入其中。 第四部分：典型加工工艺实例分析 理论的学习最终要落到实践。本部分将通过一系列典型的机械加工工艺实例，将前几部分介绍的理论知识与实际应用相结合。我们将选择一些在工业生产中普遍应用且具有代表性的零件，例如发动机曲轴、精密轴承、涡轮叶片以及高精度齿轮等。 对于每一个实例，我们将详细分析零件的功能要求、材料特性、精度和表面质量指标。在此基础上，我们将详细阐述针对该零件所选择的加工工艺路线、具体的加工工序、所使用的机床和刀具、以及关键的工艺参数设置。我们将重点分析在加工过程中可能遇到的技术难题，以及如何通过合理的工艺设计和优化来解决这些难题，从而保证零件的加工质量和生产效率。 通过这些详实的案例分析，读者将能够更直观地理解机械加工的复杂性和精妙之处，并学会如何将理论知识应用于解决实际生产问题，从而提升自身的工程实践能力。 总结： 《机械加工的艺术与科学》旨在为读者提供一个全面而深入的机械加工知识体系。我们相信，只有深刻理解了基础的加工原理，才能在不断发展的制造技术浪潮中，不被表面的光鲜所迷惑，而是抓住其核心的、本质的东西。本书希望能成为每一位对机械制造充满热情，追求卓越品质的工程师、技术人员以及学生的宝贵参考。通过对这些基础知识的掌握，读者将能够更自信地面对未来的技术挑战，并为推动制造行业的进步贡献自己的力量。

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这本关于“先进制造技术”的书，坦白说，让我有些“摸不着头脑”。我本来以为它会是一本硬核的、手把手教你如何操作新设备的指南，或者至少是关于3D打印、机器人自动化这些我能立刻联想到的热门话题的深度剖析。结果呢，它更像是一部关于“制造哲学”的宏大叙事。书中花了大量的篇幅去探讨工业4.0的社会影响，对供应链重塑的讨论深入到近乎形而上学的层面。我记得有整整一个章节，几乎没有出现任何技术术语，全是关于“人机协同的伦理困境”和“未来工厂的社会责任”，这对于一个急需了解如何优化现有生产流程的工程师来说，无疑是隔靴搔痒。我翻阅了关于CNC编程和材料科学的那几章，发现它们只是蜻蜓点水般带过，深度远不如我手头那本十年前的《精密加工原理》。说实话，这本书的理论高度是值得尊敬的，但它对实际操作的指导性几乎为零，读完后我感觉自己对未来的宏伟蓝图更清晰了，但对明天早上的车间工作该如何改进却毫无头绪。它更像是一本为企业高层管理者或跨学科研究人员准备的读物，而不是给一线技术人员的工具书。

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我是一名刚接触工业机器人编程的工程师，抱着学习最新运动控制算法和视觉识别集成的目的买了这本《先进制造技术》。令我沮丧的是，书中对算法的描述停留在高阶的数学建模阶段，涉及到具体的PLC指令集、示教器操作逻辑，或是主流机器人操作系统的API调用方法，完全是一片空白。它详细解释了卡尔曼滤波在目标跟踪中的理论优势，却从未提及如何将这种滤波结果有效地反馈给伺服驱动器以实现平滑的路径跟踪。阅读过程中，我发现书中引用的案例大多是学术实验平台，而不是真实工业产线上正在部署的、需要应对粉尘、温湿度波动的复杂环境。我尝试着将书中提出的“自适应控制模型”与我目前使用的设备手册进行对照，却发现两者之间存在巨大的“实践鸿沟”。这本书更像是为那些尚在实验室阶段设计未来系统的人准备的，对于我们这些每天需要确保生产线不停顿、处理实时故障的“现场工程师”来说，它的实用价值，老实说，非常有限，更像是一本理论课本，而不是一本实战手册。

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读完这本书的感受，仿佛是参加了一场顶级的学术报告会，听众都是各个领域的专家。我清晰地感受到了作者深厚的学术背景和对制造业未来图景的宏大构想，这一点毋庸置疑。然而，对于像我这样，需要将这些“先进概念”转化为可量化的、可衡量的生产指标的运营经理来说，这本书缺少了至关重要的“度量衡”。书中虽然提到了“效率提升”和“质量保证”，但对于如何构建一套有效的绩效评估体系（KPIs）来量化“先进性”的提升，却避而不谈。例如，引入了AI质检后，如何确定最佳的误判率阈值？如何计算该技术带来的投资回报周期（ROI）？这些关键的商业和运营决策点，这本书里都没有给出任何参考框架或计算模型。它提供的是“为什么要做”的深刻洞察，但对于“如何精确地衡量你做到了”以及“如何向董事会论证其商业合理性”，则明显是语焉不详，留下了太多需要读者自行摸索的空白地带，这对于商业决策的制定来说，是一个不小的遗憾。

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这本书的排版和印刷质量是无可挑剔的，纸张厚实，图表清晰，完全配得上它厚重的分量。但内容上，我发现它似乎将“先进制造”这个广阔的概念拆解得过于细碎，导致每一块都没有形成合力。它像是将十几个不同研讨会上的摘要硬生生地缝合在了一起。比如，前三分之一在讲“工业物联网（IIoT）”的架构设计，后面却突然跳到“生物制造”的细胞培养环境优化，两者之间的过渡极其生硬，仿佛是两个完全不相干的作者在接力完成任务。更让我困惑的是，关于数据安全和知识产权保护在智能工厂中的法律风险探讨，篇幅竟然比实际的“柔性制造系统”的优化算法还要长。这种内容上的不均衡让我严重怀疑作者的侧重点。如果我想了解IIoT，市面上有很多更专注、更具操作性的书籍；如果我想了解生物制造，那又应该去专门的生物工程文献中寻找。这本书试图包罗万象，结果却是哪一块都没有真正深入到能解决实际问题的层面，给读者的感觉是“什么都说了，但什么都没讲透”。

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初次捧读这本《先进制造技术》，我的期待值是能找到一些突破性的、能让我工作效率立刻提升的“黑科技”秘籍。然而，这本书给我的感觉，与其说是一本“技术手册”，不如说是一本“历史回顾与未来展望”的精装版文集。书中对早期自动化和精益生产思想的追溯极其详尽，对福特主义到丰田模式的演变分析得头头是道，我甚至读到了大量关于二战后欧洲和日本工业复兴的案例研究，这些内容固然有学术价值，但对于探讨“先进”二字，似乎有些“用力过猛”于过去。当我翻到有关“增材制造”的部分时，内容描述的都是十年前的概念，缺乏对近两年材料突破和设备迭代的关注。例如，它对新型高温合金在选择性激光熔化中的应用讨论，停留在理论可行性阶段，完全没有提及目前产业界已经解决的粉末床稳定性和残余应力控制的关键技术细节。总体而言，这本书在对历史脉络的梳理上功力深厚，但在紧跟当前技术前沿的敏锐度上，明显落后了半拍，读起来像是一部已经出版三五年的旧作，而不是代表“先进”的最新力作。

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