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isbn号码:9787502611897

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• 质量
• 故障分析
• 维护
• 设计
• 测试
• 寿命

《精密机械设计与制造：理论与实践》 本书深入探讨了精密机械设计的核心原理与先进制造技术，旨在为机械工程师、技术人员以及对精密制造领域感兴趣的研究者提供一份详实全面的指南。全书分为三大核心部分，层层递进，系统性地构建起精密机械从概念到实体的完整知识体系。 第一部分：精密机械设计理论 本部分聚焦于精密机械设计的关键理论基础，涵盖了从宏观的系统化思维到微观的细节优化。 第一章：精密机械系统设计概述 1.1 精密机械的定义与特征： 详细阐述精密机械在精度、性能、可靠性、集成度等方面的独特性，区分其与通用机械的本质区别。 1.2 精密机械系统设计流程： 剖析从需求分析、概念设计、方案优化、详细设计到样机制造、测试验证的全过程，强调迭代与反馈在设计中的重要性。 1.3 功能需求与性能指标分析： 教授如何将用户功能需求转化为可量化的技术性能指标，如定位精度、运动平稳性、响应速度、传动效率等。 1.4 结构设计原则与方法： 探讨轻量化、刚度优化、热稳定性、减震降噪等设计原则，介绍有限元分析（FEA）在结构强度和变形分析中的应用。 1.5 传动与驱动系统设计： 深入研究齿轮传动、丝杠螺母传动、谐波传动、直驱电机等精密传动方式的原理、特性选择与设计计算，以及伺服系统、步进系统等驱动方案的配置与优化。 1.6 运动控制与反馈系统： 介绍PID控制、模糊控制、自适应控制等先进控制策略在精密运动控制中的应用，以及编码器、光栅尺、传感器等反馈元件的选型与集成。 1.7 密封与润滑技术： 阐述精密机械中常用的密封结构（如O型圈、骨架油封、迷宫密封）和润滑方式（如油润滑、脂润滑、干油润滑、静压润滑）的设计要点与材料选择，以及它们对机械性能和寿命的影响。 1.8 材料选择与表面处理： 详细介绍适用于精密机械的各种高性能材料（如高强度合金钢、不锈钢、陶瓷、工程塑料、复合材料）的性能特点，以及热处理、电镀、PVD/CVD涂层等表面处理技术对提高耐磨性、耐腐蚀性、降低摩擦系数的作用。 第二章：精密部件与模块化设计 2.1 轴承与导轨设计： 重点讲解滚动轴承（深沟球轴承、角接触轴承、圆柱滚子轴承等）和滑动轴承（轴瓦、导套）的选型、安装与预紧力调整，以及直线导轨、交叉滚子导轨、燕尾槽导轨等精密导向元件的设计原则和配合要求。 2.2 联轴器与连接件设计： 探讨弹性联轴器、刚性联轴器、万向联轴器等用于连接轴系的关键部件，以及精密连接件（如销、键、螺钉）的设计与失效分析。 2.3 夹持与定位技术： 介绍机械夹具、气动夹具、液压夹具以及精密定位装置（如千分表座、光学平台）的设计原理与应用。 2.4 模块化与标准化设计： 强调模块化设计在提高产品可制造性、可维护性和系列化生产中的优势，介绍标准件的选用与接口设计。 第二部分：精密机械制造技术 本部分聚焦于实现精密机械设计要求所需的先进制造工艺和质量控制方法。 第三章：精密加工工艺 3.1 高精度车削与铣削： 介绍数控车床、卧式加工中心、立式加工中心等设备的特点，以及高效刀具、冷却润滑技术在提高表面光洁度和尺寸精度中的作用。 3.2 精密磨削与抛光： 详细阐述平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、无心磨削等工艺，以及珩磨、研磨、抛光等超精密表面加工技术，探讨磨削液的选择与磨削参数优化。 3.3 电加工技术（EDM & ECM）： 介绍电火花加工（EDM）和电化学加工（ECM）在加工硬质合金、淬火钢等难加工材料中的应用，以及其加工精度和表面质量特点。 3.4 激光加工与微细加工： 探讨激光切割、激光焊接、激光熔覆等技术，以及微流控芯片制造、MEMS（微机电系统）等微细加工工艺。 3.5 增材制造（3D打印）： 介绍选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、光固化（SLA）等增材制造技术在原型制造、复杂结构件制造中的应用，以及后处理技术对零件性能的影响。 第四章：精密装配与调试 4.1 装配环境与要求： 强调洁净室、温湿度控制等对精密装配的重要性。 4.2 精密测量与校准： 介绍三坐标测量机（CMM）、光学测量仪、测长仪、表面粗糙度仪等精密测量设备的使用，以及测量不确定度分析。 4.3 配合与公差分析： 深入讲解基准、公差带、配合制（种基孔制、种基轴制）的设计原则，以及形位公差的控制方法。 4.4 自动化装配与机器人应用： 探讨自动化装配线的设计、机器人集成在精密零件抓取、放置、拧紧等环节的应用。 4.5 调试与性能优化： 介绍设备初步调试、参数调整、运行测试、故障诊断等过程，以及如何通过调试优化整体性能。 第三部分：应用与发展趋势 本部分将理论与实践相结合，展示精密机械在各领域的应用，并展望未来的发展方向。 第五章：精密机械应用案例分析 5.1 半导体制造设备： 分析光刻机、刻蚀机、晶圆搬运系统等设备中的精密运动平台、真空系统、气体输送系统设计。 5.2 医疗器械： 探讨手术机器人、内窥镜、诊断设备等医疗器械中精密驱动、微创操作、生物兼容性材料的应用。 5.3 光学仪器： 分析显微镜、望远镜、投影仪等光学仪器中的精密调焦、稳像、指向系统设计。 5.4 航空航天与国防工业： 介绍精密伺服系统、导航控制系统、传感器在航空航天器中的应用。 5.5 新能源与机器人领域： 探讨精密减速器、高精度关节、自动化生产线在新能源设备制造与机器人产业中的应用。 第六章：精密机械的未来发展趋势 6.1 智能化与数字化： 介绍数字孪生、AI辅助设计、预测性维护等技术在精密机械领域的应用。 6.2 微纳机械系统（MEMS/NEMS）： 展望微机电系统和纳机电系统的发展，以及其在传感器、执行器、医疗诊断等领域的潜力。 6.3 绿色制造与可持续发展： 探讨节能降耗的加工工艺、环保材料的应用以及循环再利用的设计理念。 6.4 高性能复合材料与先进制造工艺的融合： 展望新型材料与先进制造技术的结合对精密机械性能的提升。 本书结构清晰，逻辑严谨，语言专业，辅以丰富的图表、实例和工程数据，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，掌握实用的设计与制造技能，并洞察行业发展前沿。通过学习本书，读者将能够更自信地应对精密机械领域的各种挑战。

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这本书的行文风格极其晦涩，充满了不必要的长句和晦涩的专业术语堆砌，仿佛作者在刻意展示其词汇量，而非清晰地传达知识。我尝试了好几次集中精力去理解其中关于“环境应力筛选”那几章的核心思想，但每一次都感觉像是在迷宫里绕圈子，作者的逻辑链条断裂得太频繁了。举个例子，在讨论加速寿命试验设计部分，作者似乎完全忽略了统计学中关于样本量确定和试验周期优化的基本原则，提出的建议过于理想化，脱离了实际生产中的时间与成本限制。阅读体验堪比啃一本翻译腔极重的学术译著，很多地方需要我反反复复地朗读才能捕捉到一丝作者想表达的意思，但即便如此，很多关键环节的解释依然是蜻蜓点水，浅尝辄止。对于希望通过这本书快速掌握特定可靠性分析工具的读者而言，这无疑是一种折磨。这本书更像是一篇冗长且未经充分编辑的博士论文草稿，而非一本结构清晰、面向读者的专业书籍。

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作为一本声称覆盖“应用”的专业书籍，其案例分析的选材和广度让人大跌眼镜。全书引用的案例几乎全部集中在传统的机械设备和低压电气元件上，对于航天、医疗器械或高端半导体封装等对可靠性要求极为苛刻的领域，几乎没有涉及。更令人失望的是，即使在它覆盖的传统领域内，所引用的案例也缺乏足够的背景信息——我们不知道这些设备的运行环境、设计裕度、已知的失效模式以及最终的改进措施，这些都是构成一个有效可靠性案例学习的关键要素。作者只是简单地罗列了“出现了问题A，应用了方法B，结果得到了C”，中间的决策过程和数据支撑完全缺失，使得读者无法从中提炼出可复用到自己工作中的通用思维模型。读完这本书，我感觉自己对“如何应用”依然是一头雾水，它更像是一本理论的百科全书的粗略目录，而非一本实操手册。

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我必须指出，这本书在理论深度上的把握存在严重偏差。它在某些基础概念上花费了过多的篇幅进行重复性论述，比如什么是“失效率”这种入门级的定义，却在关键的、具有实际指导意义的高级分析方法上避重就轻。例如，在描述系统级的冗余设计和故障注入测试流程时，全书的论述加起来可能还不到十页，而且几乎没有提供任何可以被实际部署到现代复杂电子系统中去的具体流程图或软件工具链的集成方案。我期待的是能够看到如何结合最新的数字孪生技术来实时预测设备健康状态的案例分享，或是如何利用机器学习模型来识别早期磨损信号的讨论，但书中所有关于“预测性维护”的章节，其内容停留在上个世纪九十年代的专家系统阶段，完全没有跟上当前工业4.0的步伐。对于从事高科技领域产品研发的人员来说，这本书提供的知识体系严重滞后，缺乏对当前技术瓶颈的突破性见解。

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这本书的排版简直是灾难，纸质也极其粗糙，拿到手里感觉就像是上世纪八十年代印刷的廉价教材。内容上，尽管作者声称要探讨“前沿技术”，但实际呈现的案例陈旧得让人啼笑皆非，很多理论基础的介绍也停留在非常初级的阶段，对于有一定行业经验的工程师来说，几乎没有任何参考价值。翻阅过程中，我发现图表的质量低劣，标注模糊不清，很多公式的推导过程跳跃性极大，完全没有提供必要的中间步骤，让人不得不自行去查找补充材料。更不用说，书中的术语使用存在多处不一致，一会儿用A术语，一会儿又换成B术语描述同一个概念，这极大地干扰了阅读的连贯性，使得理解复杂系统的工作原理变得异常困难和费力。如果说这本书有什么价值，或许只能作为某个特定历史时期工程实践的“文物”来研究，但绝不是一本适合当前工程学习和参考的实用工具书。我本期望能在其中找到一些关于新材料在极端环境下性能评估的深度分析，或者更复杂的故障树分析方法的优化模型，结果完全落空，读完只剩下一堆需要重新整理和验证的碎片信息。

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这本书的结构安排似乎是随机拼凑而成，章节之间的逻辑过渡生硬得令人费解。比如，第三章还在详细讨论材料疲劳的微观机制，下一章紧接着就跳跃到供应链管理中的质量控制指标，两者之间没有任何桥梁性的章节来解释如何将微观失效数据转化为宏观管理决策。这种不连贯性使得整个阅读体验非常破碎，读者很难形成一个完整的知识图谱。我花了很大力气去尝试理解作者的整体架构意图，但最终认为这更像是将不同年份、不同作者或不同研究方向的讲义强行装订在了一起。如果要作为教材使用，教师需要花费大量时间去重新组织和串联这些零散的知识点，这完全违背了教科书旨在简化和系统化学习过程的初衷。总而言之，如果这本书的目标是提供一个系统、连贯、深入浅出的可靠性知识框架，那么它在这方面无疑是彻底失败了。

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