具体描述
《机械制造基础》是根据教育部工程材料与机械制造基础课程指导小组的教改精神和浙江省高等教育重点教材建设规划精神，以面向21世纪为指导思想编写的浙江省高等教育重点教材。《机械制造基础》共10章。第1章工程材料基础，第2章铸造成形，第3章塑性成形，第4章焊接，第5章粉末冶金，第6章非金属材料的成形，第7章切削加工成形，第8章特种加工，第9章其他先进制造技术，第10章加工方法选择。全书比较系统地介绍了机械制造生产过程所涉及的主要工艺方法，同时也对有关制造的新工艺、新技术及其发展趋势作了介绍。
为了增加教材的适应性和衔接性，特设工程材料基础一章，可视各校“工程材料”课程的设置、先修情况选用。教材配有多媒体教学软件。
《机械制造基础》配有相应的多媒体教学课件，需要者请根据书末的“读者信息反馈表”进行索取。
《机械制造基础》为高等工科院校机械工程类专业的专业基础课程教材，可供高等工科院校机械工程类、近机类专业及其他工程类专业使用，也可供高等师范院校、高等职业技术学院、高等工业专科学校及其他大专院校师生以及相关工程技术人员使用。
《数字孪生：面向智能制造的集成与应用》 内容简介 本书深入探讨了数字孪生技术在现代工业，特别是智能制造领域的理论基础、关键技术、实现路径及其前沿应用。随着工业4.0浪潮的推进，物理实体与数字空间之间的实时映射、交互与协同已成为提升生产效率、优化资源配置、实现柔性制造的核心驱动力。本书旨在为读者构建一个全面、系统且深入的数字孪生知识体系，从概念的起源到未来的发展趋势，力求详尽阐述这一颠覆性技术栈的各个关键维度。 第一部分：数字孪生的理论基石与概念框架 本部分首先追溯了数字孪生的历史演进，厘清了其与传统仿真、虚拟现实（VR/AR）、物联网（IoT）等技术的本质区别与内在联系。我们确立了数字孪生的核心定义——一个在物理实体生命周期内，与其镜像实时同步、交互和协同的动态虚拟模型。 核心要素解析： 详细剖析了数字孪生的“三要素”——物理实体（Physical Twin）、虚拟模型（Virtual Model）和连接机制（Connecting Mechanism）。对每部分的内涵、技术要求和数据交互协议进行了详尽的阐述。 分级分类体系： 引入了当前国际上广泛认可的数字孪生成熟度模型，从基于模型的（Model-based）、基于数据的（Data-driven）到完全智能化的（Intelligent）五个层级进行划分，帮助读者定位当前技术阶段并规划未来升级路径。 数据驱动的基石： 强调数据在数字孪生中的核心地位。探讨了异构数据源的整合挑战，包括传感器数据、历史性能数据、CAD/CAE模型以及业务流程数据的标准化和清洗过程。 第二部分：关键支撑技术栈的深度剖析 数字孪生的实现依赖于一系列前沿信息技术的集成与协同。本部分聚焦于支撑数字孪生模型构建、运行与优化的关键技术。 高保真建模技术： 重点介绍了几何建模、拓扑建模与行为建模的集成方法。深入讨论了如何利用参数化设计、特征识别技术，实现从传统CAD模型向高保真、可运行虚拟模型的转化。此外，对基于物理场（FEA/CFD）的仿真模型嵌入技术进行了详细的阐述，确保虚拟模型具备可靠的预测能力。 实时数据集成与通信： 探讨了工业物联网（IIoT）在数据采集层的角色。详述了OPC UA、MQTT等工业通信协议的应用，以及边缘计算（Edge Computing）在数据预处理、实时反馈回路构建中的关键作用，以满足数字孪生对低延迟、高可靠性的实时同步要求。 人工智能与机器学习赋能： 阐述了AI/ML如何将静态模型升级为“学习型”孪生体。涵盖了使用深度学习进行故障模式识别、剩余寿命预测（RUL）、以及通过强化学习优化生产调度和工艺参数的实践案例。讨论了如何利用数字孪生环境训练和验证AI算法，形成“虚拟-现实-虚拟”的迭代优化闭环。 可视化与人机交互： 分析了沉浸式技术（VR/AR）在数字孪生应用中的价值。重点讨论了如何将复杂的实时数据流转化为直观的三维可视化界面，支持远程协作、现场指导和沉浸式培训。 第三部分：数字孪生在智能制造中的全生命周期应用 本书的核心应用章节，围绕产品、生产过程和工厂运营这三个主要维度，系统性地展示数字孪生如何赋能智能制造。 产品设计与研发阶段： 探讨了“数字主线”（Digital Thread）的构建，如何通过将设计、仿真和测试数据贯穿始终，实现“一次正确”（Right First Time）的设计目标。重点介绍基于孪生的快速迭代与定制化设计方案验证。 生产制造与过程控制： 深入研究了数字孪生在柔性生产线上的应用。包括对生产节拍的实时优化、瓶颈分析、以及在虚拟环境中对新工艺参数的无风险验证。阐述了如何通过孪生体对物理产线进行远程监控和闭环控制，实现自适应的质量管理。 设备运维与资产管理（PHM）： 这是数字孪生最成熟的应用领域之一。详细介绍了如何构建设备级孪生体，实现基于状态的预测性维护（PdM）。包括对关键部件磨损程度的精确估计、故障诊断逻辑的自动化，以及通过孪生体模拟不同维修策略的成本效益分析。 工厂级与供应链协同： 将视角扩展至整个工厂的规划与运作。讨论了工厂级数字孪生的规划流程、能源管理优化，以及如何将工厂孪生体与供应链管理系统（SCM）集成，以应对需求的突变和物流的挑战，实现供应链的韧性。 第四部分：实施挑战、安全与未来展望 为确保读者能够成功落地数字孪生项目，本书在最后一部分讨论了实际部署中必须面对的挑战与未来的发展方向。 数据治理与互操作性： 深入分析了企业内部数据孤岛的打破难度、数据所有权和隐私保护的策略，以及实现跨平台、跨企业数字孪生互操作性的标准化努力。 网络安全与信任机制： 探讨了数字孪生体作为关键基础设施的潜在安全风险，包括模型篡改、数据窃听等。提出了基于区块链和零信任架构的工业数据安全防护框架。 未来技术融合： 展望了量子计算对复杂系统仿真速度的潜在提升，以及元宇宙（Industrial Metaverse）概念对数字孪生体验的下一代变革，预示着人与数字孪生体交互方式的根本性转变。 本书内容翔实，理论结合实践，配有大量的流程图、架构示意图和具体案例分析，是工程技术人员、企业管理者、科研人员以及高年级本科生和研究生深入理解和应用数字孪生技术的理想参考资料。它不仅传授“如何做”，更指导思考“为何做”和“如何做得更好”。
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目录信息
前言第1章 工程材料基础 1.1 金属材料的结构 1.1.1 金属的晶体结构 1.1.2 合金的晶体结构 1.1.3 金属的结晶 1.2 工程材料的性能结构 1.2.1 金属材料的性能 1.2.2 非金属材料的性能 1.3 铁碳合金 1.3.1 铁碳合金的基本组织和性能 1.3.2 铁碳合金相图 1.3.3 铁碳合金的组织转变 1.3.4 铁碳合金相图的应用 1.4 常用工程材料 1.4.1 常用工程材料分类 1.4.2 常用金属材料 1.4.3 非金属材料 1.5 钢的热处理 1.5.1 热处理过程中的组织转变 1.5.2 钢的热处理工艺第2章 铸造成形 2.1 液态成形理论基础 2.1.1 金属的凝固 2.1.2 金属与合金的铸造性能 2.1.3 铸造性能对铸件质量的影响 2.2 砂型铸造方法 2.2.1 手工造型 2.2.2 机器造型 2.2.3 造型生产线简介 2.3 特种铸造方法 2.3.1 熔模铸造 2.3.2 金属型铸造 2.3.3 压力铸造 2.3.4 低压铸造 2.3.5 离心铸造 2.3.6 挤压铸造 2.3.7 实型铸造 2.4 铸造工艺设计 2.4.1 铸造工艺设计的内容 2.4.2 铸造工艺实例 2.5 铸件结构工艺性 2.5.1 铸造合金性能的影响 2.5.2 铸造工艺的影响 2.5.3 铸造方法的影响 2.6 铸造成形新发展 2.6.1 凝固理论推动的铸造新发展 2.6.2 造型技术的新发展 2.6.3 计算机技术推动铸造的新发展第3章 塑性成形 3.1 塑性成形理论基础 3.1.1 塑性成形的实质 3.1.2 冷变形强化与再结晶 3.1.3 锻造比与锻造流线 3.1.4 塑性成形基本规律 3.1.5 金属的锻造性能 3.2 塑性成形方法 3.2.1 锻造 3.2.2 板料冲压 3.2.3 其他塑性加工方法 3.3 塑性成形工艺设计 3.3.1 自由锻工艺规程的制订 3.3.2 自由锻工艺规程实例 3.3.3 模锻工艺规程的制订 3.4 塑性加工方法的结构工艺性 3.4.1 自由锻件的结构工艺性 3.4.2 模锻件的结构工艺性 3.4.3 板料冲压件的结构工艺性 3.5 塑性成形新发展第4章 焊接 4.1 焊接成形基础 4.1.1 熔焊的冶金过程 4.1.2 金属的焊接性能 4.1.3 焊接应力和变形 4.2 焊接方法 4.2.1 熔焊 4.2.2 压焊 4.2.3 钎焊 4.3 焊接结构工艺设计 4.3.1 焊接材料 4.3.2 焊件材料 4.3.3 焊接接头工艺 4.3.4 焊接方法的选择 4.3.5 焊接参数的选择 4.3.6 焊接实例 4.4 焊接技术新发展第5章 粉末冶金成形 5.1 粉末冶金基础 5.1.1 粉末性能和粉末制备 5.1.2 粉末的成形 5.1.3 烧结 5.1.4 后处理 5.2 粉末冶金模具 5.2.1 单向压模 5.2.2 双向压模 5.2.3 摩擦芯杆压模 5.2.4 组合压模 5.3 常用粉末冶金材料简介 5.3.1 硬质合金 5.3.2 含油轴承材料 5.3.3 铁基结构材料 5.4 粉末冶金制品结构工艺性 5.4.1 从压制困难性及简化模具考虑 5.4.2 从脱模困难性考虑 5.4.3 从粉末均匀填充及压坯密度考虑 5.4.4 从压模强度及寿命考虑 5.5 粉末冶金技术的新发展 5.5.1 粉末制备 5.5.2 成形 5.5.3 烧结第6章 非金属材料的成形 6.1 高分子材料的成形 6.1.1 工程塑料的成形 6.1.2 橡胶材料的成形 6.2 工业陶瓷的成形 6.2.1 工业陶瓷成形基础 6.2.2 陶瓷制品的生产过程 6.2.3 陶瓷成形方法 6.3 复合材料成形 6.3.1 复合材料成形特点 6.3.2 复合材料成形技术第7章 切削加工成形 7.1 切削加工基础知识 7.1.1 切削运动与切削要素 7.1.2 切削刀具 7.1.3 切削过程 7.2 常规切削加工方法 7.2.1 外圆面的加工 7.2.2 孔的加工 7.2.3 平面的加工 7.2.4 成形表面的加工 7.2.5 螺纹的加工 7.2.6 齿轮齿形的加工 7.3 切削加工工艺基础 7.3.1 生产过程和工艺过程 7.3.2 零件机械加工工艺规程的制订 7.3.3 典型零件的工艺过程实例 7.4 切削加工件的结构工艺性 7.4.1 结构工艺性的设计原则 7.4.2 改善结构工艺性示例第8章 特种加工 8.1 特种加工概述 8.1.1 特种加工的产生和发展 8.1.2 特种加工对机械制造工艺技术的影响 8.2 特种加工方法 8.2.1 电火花加工 8.2.2 电火花线切割加工 8.2.3 电解加工 8.2.4 超声加工 8.2.5 激光加工 8.2.6 电子束和离子束加工第9章 其他先进制造技术 9.1 引言 9.2 超高速加工技术 9.2.1 高速主轴单元 9.2.2 高速进给系统 9.2.3 超高速加工的优点和应用领域 9.3 超精密加工技术 9.3.1 概述 9.3.2超精密加工主要方法 9.3.3超精密加工机床 9.3.4 超精密加工的测控技术 9.3.5 超精密加工的环境控制 9.4 快速成形技术 9.4.1 概述 9.4.2 立体印刷 9.4.3 分层实体制造(LOM) 9.4.4选择性激光烧结(SLS) 9.4.5 熔融沉积成形(FDM) 9.4.6 快速成形技术的应用 9.5 先进制造工艺发展趋势第10章 加工方法选择 10.1 机械零件毛坯选择原则 10.1.1 保证使用要求 10.1.2 满足经济性 10.1.3 考虑实际生产条件 10.2 机械加工方法选择原则 10.2.1 根据表面的尺寸精度和表面粗糙度Ra值选择 10.2.2 根据表面所在零件的结构形状和尺寸大小选择 10.2.3 根据零件热处理状况选择 10.2.4 根据零件材料的性能选择 10.2.5 根据零件的批量选择 10.3 各类零件的结构特点及其制造方法比较 10.3.1 轴杆类零件 10.3.2 盘套类零件 10.3.3 箱体机架类零件参考文献教师信息反馈表
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