具体描述
《精密机械设计与制造》 本书是一部系统阐述精密机械设计与制造领域核心理论、关键技术与实践应用的专著。全书共分为十一章，内容涵盖了精密机械设计的基本原理、材料选择、公差配合、表面处理，以及微纳加工、超精密加工、特种加工等现代制造技术。同时，书中还深入探讨了精密仪器中的关键部件，如滚珠丝杠、直线导轨、高精度轴承等的设计与制造工艺，并介绍了精密测量技术与设备在质量控制中的应用。 第一章 精密机械设计基础 本章首先介绍了精密机械的概念、特点及其在国民经济中的重要地位，阐述了精密机械设计的基本原则，包括高精度、高可靠性、小型化、轻量化和模块化等。重点讲解了设计过程中的关键环节，如功能分析、方案设计、结构设计、强度与刚度分析，以及动态特性设计。在此基础上，引入了参数化设计和有限元分析等现代设计工具的应用，指导读者如何将理论知识转化为具体的设计方案。 第二章 精密机械材料与表面处理 本章详细介绍了适用于精密机械制造的各类金属材料、非金属材料和复合材料的性能特点、选用原则及其在不同应用场景下的适用性。重点关注了材料的显微组织、力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能如何影响精密机械的设计与性能。此外，本章还系统介绍了各种表面处理技术，包括机械抛光、化学抛光、电化学抛光、电镀、硬质阳极氧化、PVD（物理气相沉积）和CVD（化学气相沉积）等。深入分析了这些表面处理技术对提高零件的耐磨性、耐腐蚀性、降低摩擦系数和改善表面粗糙度的作用机理，以及如何根据设计要求选择合适的表面处理工艺。 第三章 精密配合与公差设计 本章聚焦于精密机械设计的核心要素——配合与公差。详细阐述了国际标准公差与配合制度，包括基本尺寸、公差带、基本偏差、极限尺寸、实际尺寸、偏差等概念。深入讲解了各种配合的类型（间隙配合、过渡配合、过盈配合）及其选择原则，以及如何根据零件的功能需求进行公差分配。重点介绍了形位公差的标注与检测，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、角度、对称度、同轴度、跳动等形位公差的意义、测量方法和在精密制造中的重要性。 第四章 精密机械的结构设计 本章从实际工程应用出发，系统讲解了精密机械各类典型部件的结构设计方法。内容涵盖了传动机构（如齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动、谐波传动等）的选型、设计与优化；轴类零件、箱体类零件、连接件等通用零件的设计要点；以及精密轴承（滚动轴承、滑动轴承）的选配与安装。特别强调了结构设计中如何考虑刚度、强度、稳定性、可靠性、可维护性以及集成化设计等因素，以达到高性能、长寿命和低成本的设计目标。 第五章 微纳机械与制造技术 本章介绍了微机电系统（MEMS）和纳米技术在精密机械领域的发展现状与应用前景。详细讲解了微机械的典型结构（微驱动器、微传感器、微泵、微阀等）的设计原理与制造工艺，如光刻、蚀刻、薄膜沉积、键合等。同时，介绍了纳米材料在精密机械中的应用，以及纳米加工技术（如电子束光刻、离子束加工、扫描探针加工等）的原理与挑战。 第六章 超精密加工技术 本章深入探讨了实现纳米级加工精度的超精密加工技术。详细介绍了超精密车削、超精密磨削、超精密抛光（如化学机械抛光CMP）等技术。重点讲解了这些加工技术所依赖的设备（如超精密机床）、刀具、工艺参数和质量控制方法。分析了表面粗糙度、形貌精度、表面应力等微观质量指标对精密器件性能的影响。 第七章 特种加工技术在精密制造中的应用 本章介绍了电火花加工（EDM）、激光加工、超声波加工、离子束加工等特种加工技术在精密机械制造中的应用。分析了这些技术的加工原理、工艺特点、适用范围以及在复杂零件、硬质材料和微细结构加工中的优势。 第八章 精密传动与驱动技术 本章重点介绍精密机械中常用的传动与驱动技术。详细讲解了滚珠丝杠副、直线滚动导轨、行星减速器、伺服电机及其驱动器的选型、设计与应用。分析了这些技术如何实现高精度定位、高速度、高刚度和低背隙的运动控制，并介绍了步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等不同类型电机的特性与应用场景。 第九章 精密测量技术与仪器 本章系统介绍了精密机械制造过程中必不可少的精密测量技术与仪器。内容涵盖了长度测量（如测微计、千分尺）、角度测量（如角度尺、测角仪）、表面粗糙度测量（如轮廓仪、原子力显微镜）、形位公差测量（如坐标测量机CMM、光学测量仪）以及动态测量技术。重点介绍了各种测量方法的工作原理、技术指标和应用实例，强调了测量不确定度和误差分析在保证产品质量中的重要性。 第十章 精密机械的装配与调整 本章深入讲解了精密机械的装配工艺与调整技术。详细介绍了清洁、润滑、预紧力调整、间隙调整、校准等装配过程中的关键步骤和注意事项。重点阐述了如何通过精密的调整过程，使机械系统达到设计要求的性能指标，包括运动精度、传动效率、可靠性等。 第十一章 精密机械的可靠性与故障诊断 本章探讨了精密机械的可靠性设计、评估与维护。介绍了可靠性增长、失效率、平均无故障时间（MTTF/MTBF）等概念。详细讲解了状态监测、故障诊断与排除的方法，以及预防性维护、预测性维护在延长设备寿命、提高运行效率中的作用。 本书面向从事精密机械设计、制造、加工、测量、装配与维修的工程师、技术人员和相关专业学生，旨在为其提供坚实的理论基础和实用的技术指导，助力其在精密机械领域取得更大的成就。
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