具体描述
《全国高职高专教育精品规划教材:数控加工与编程》依据高等职业教育的人才培养目标，遵循技能人才培养规律，将数控加工工艺与编程的理论知识、工作程序和工作技巧有机结合，力求科学实用。《全国高职高专教育精品规划教材:数控加工与编程》将数控加工工艺与编程的相关知识以工作过程（思维过程）为导向建立，具有脉络清晰、体系完善的特点。 《全国高职高专教育精品规划教材:数控加工与编程》主要是为高等职业院校数控技术及相关专业的专业课教学而作，也可供从事机械设计与制造、模具设计与制造、数控加工和机电一体化等相关工作的专业人士参考使用。
铸就工业之魂：现代机械制造的精深探索 本书聚焦于当前全球制造业转型升级的核心领域——高级机械设计与精密制造技术，深入剖析了从概念设计到成品实现的全链条关键技术。它旨在为工程师、技术人员和相关专业的学生提供一个全面、深入且极具实践指导意义的知识体系，以应对日益复杂和对精度要求苛刻的现代工业挑战。 全书内容紧密围绕“创新驱动、质量至上、数字化融合”三大主线展开，内容涵盖了传统机械原理的深化应用、前沿材料科学的融合，以及智能制造环境下的工艺优化与质量控制。 第一部分：面向性能的机械系统设计理论与实践（约500字） 本部分着重于提升设计的前瞻性和可靠性。它不再仅仅停留在基本的结构力学分析上，而是迈向了多物理场耦合分析和可靠性导向设计（RbD）。 1. 结构动态特性优化与振动控制： 详细阐述了如何通过有限元分析（FEA）工具，对复杂机械结构的固有频率、模态振型进行精确预测。重点讨论了主动与被动隔振技术在高速、高精度设备（如半导体制造设备、精密光学仪器平台）中的应用策略，包括阻尼器的选择与布置、以及系统刚度分配的优化准则。 2. 复杂机构的运动学与动力学建模： 超越平面机构的分析，本书深入探讨了空间并联机构（如Stewart平台）的运动学逆解与正解的求解方法，并结合Lagrange方程，推导了考虑摩擦和柔性变形的实际工作动力学模型。强调了如何利用零误差轨迹规划技术，确保高速运动部件的平稳过渡。 3. 新材料在结构中的应用： 介绍了高性能工程塑料、先进复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料CFRP）在减轻重量和提高比刚度方面的潜力。内容包括这些材料的各向异性力学性能测试方法、设计规范，以及如何处理不同材料间的热膨胀不匹配问题。 4. 面向制造的设计（DFM）的深化： 从更宏观的视角审视设计决策对制造成本和周期的影响。内容包括如何通过模块化设计来提高供应链灵活性，以及如何利用增材制造（AM）的特点来重新构思传统结构，实现拓扑优化后的轻量化设计。 第二部分：精密加工工艺与表面工程技术（约500字） 本部分聚焦于如何将设计蓝图转化为具有纳米级精度和特定表面功能的产品。强调了工艺选择的科学性与过程的智能化监控。 1. 高效切削参数的自适应控制： 系统介绍了切削力、切削温度、刀具磨损的实时在线监测技术。重点论述了基于AI算法的自适应控制系统如何根据实时工况变化，动态调整进给率和主轴转速，以维持恒定的切削效率和表面质量，尤其是在加工难加工材料（如镍基高温合金、钛合金）时。 2. 特种加工方法的原理与应用扩展： 详细解析了电火花加工（EDM）在模具制造中的应用，特别是慢走丝线切割（LSW-WEDM）的电极丝路径规划与放电参数对微小侧壁粗糙度的影响。同时，对激光加工技术（如激光熔覆、激光精密钻孔）的能量密度控制和热影响区（HAZ）的最小化策略进行了深入探讨。 3. 表面功能化与改性技术： 探讨了如何通过物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术，在零件表面形成超硬、耐磨、低摩擦系数的薄膜。详细对比了离子注入技术在提高零件表层硬度和抗疲劳性能方面的优势，并提供了不同工况下涂层选择的决策流程图。 4. 极高精度磨削与抛光技术： 涉及超精密研磨中对磨料粒度、工作液配方以及机床刚度环境的控制。介绍了磁流变抛光（MRF）和离子束抛光等非接触式精加工技术，这些技术是实现光学元件和微电子器件表面粗糙度达到亚纳米级要求的关键。 第三部分：制造过程的数字化、自动化与质量保障（约500字） 本部分旨在实现制造过程的透明化、柔性化和高可靠性，是现代智能工厂建设的核心内容。 1. 制造过程的数字化孪生（Digital Twin）构建： 阐述了如何整合CAD/CAE/CAM数据流，建立车间级和设备级的数字化模型。重点在于利用传感器数据和物联网（IIoT）平台，实现物理实体与数字模型间的实时双向通信，从而进行故障预警和远程诊断。 2. 工业机器人与自动化集成： 超越简单的轨迹示教，本书详细介绍了高精度工业机器人在复杂装配、检测任务中的路径规划与视觉反馈控制算法。涵盖了力矩传感在人机协作（Cobots）中的安全标准与应用场景，以及如何利用离线编程（OLP）软件高效部署自动化产线。 3. 过程质量控制与计量学： 系统介绍了在位测量（In-Process Metrology）技术，特别是激光跟踪仪、三坐标测量机（CMM）的高效数据采集与误差补偿方法。深入讲解了统计过程控制（SPC）在识别工艺漂移、预防缺陷发生中的关键作用，并引入了基于机器学习的缺陷分类与根源分析。 4. 柔性制造系统（FMS）与资源调度： 探讨了如何设计能够快速切换产品型号的柔性工装夹具系统。核心内容是高级调度算法（如遗传算法、禁忌搜索）在面对多变订单需求时，如何优化机床、物料搬运设备（AGV）和人员的资源分配，以最大化整体设备效率（OEE）。 本书力求构建一个从微观材料结构到宏观系统集成的完整知识链条，为读者提供应对未来先进制造挑战的坚实基础和创新思维工具。
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