具體描述
機械設計與製造領域的經典之作：深入探索《現代精密工程設計與製造技術》 本書麵嚮對象： 本書旨在為從事機械設計、精密製造、模具開發、自動化設備集成以及相關領域的高校師生、研發工程師、技術骨乾提供一本全麵、深入、且高度實用的參考手冊和學習指南。凡是對提升産品設計精度、優化製造工藝流程、掌握前沿製造技術有強烈需求的專業人士，都將從本書中獲益匪淺。 核心內容概述： 《現代精密工程設計與製造技術》是一部係統梳理和剖析當代先進製造技術體係的重量級著作。全書以提升産品性能、實現微納級加工精度和復雜結構製造能力為核心目標，構建瞭一個從理論基礎到前沿應用的完整知識框架。本書並未著眼於單一的軟件操作流程，而是將重點放在瞭工程問題的係統化解決能力和設計製造一體化的思維模式培養上。 第一篇：精密設計理論與方法論 本篇是全書的理論基石，著重於將傳統機械設計方法提升至適應精密化、集成化要求的層麵。 第一章：精密係統設計基礎與誤差理論 公差與配閤的再定義： 超越傳統的孔、軸配閤範疇，深入探討基於功能需求和性能指標的“功能公差”設計理念。詳細解析幾何尺寸和幾何形狀（GD&T）在精密裝配中的決定性作用，重點講解形位公差的相互關聯性及其在復雜麯麵約束下的應用。 誤差源的係統識彆與量化： 建立一套完整的誤差傳遞模型，分析熱誤差、振動誤差、刀具磨損誤差等係統性誤差的隨機性和周期性特徵。引入濛特卡洛模擬在設計階段預測最終裝配精度的方法論。 錶麵完整性工程： 不僅關注尺寸精度，更側重於錶麵粗糙度、殘餘應力、微觀組織對零部件疲勞壽命和功能可靠性的影響。探討不同加工方法（如磨削、拋光、珩磨）對材料錶麵微觀結構的影響機製。 第二章：先進結構優化設計 拓撲優化與輕量化設計： 詳細介紹基於有限元分析（FEA）的拓撲優化算法，如何指導結構在滿足強度、剛度要求的前提下實現材料的極限分布。重點解析參數化建模在迭代優化中的應用。 多物理場耦閤分析： 深入探討熱-力、電磁-力、流固耦閤在精密儀器、高速電機、微機電係統（MEMS）設計中的關鍵作用。提供實際工程案例中進行耦閤分析的建模技巧與收斂性處理。 可靠性導嚮的設計（DfR）： 將可靠性分析融入設計初期，介紹壽命預測模型、故障樹分析（FTA）以及加速壽命試驗（ALT）在精密零部件設計中的應用，確保産品在嚴苛工作條件下的長期穩定性。 第二篇：尖端製造工藝與技術控製 本篇聚焦於如何通過先進的製造手段實現設計目標，是全書技術含金量最高的部分。 第三章：高精度切削與刀具技術 高速高精度加工（HPC/HSC）： 闡述高速加工中的顫振抑製技術、主軸熱膨脹補償策略，以及如何通過優化進給率和切削參數來平衡錶麵質量與加工效率。 超精密加工原理： 聚焦於納米級加工，包括單點金剛石車削、磁流變拋光（MRF）和離子束拋光技術。詳細分析這些技術對非對稱光學元件和精密模具錶麵的影響。 智能刀具係統與在機測量： 探討利用內置傳感器的智能刀具進行實時切削力監測和刀具磨損補償。介紹激光乾涉儀、接觸式/非接觸式在綫測量技術在數控機床上的集成應用。 第四章：特種加工與增材製造 非傳統加工技術深度解析： 詳盡介紹電火花加工（EDM）的脈衝參數控製、電化學加工（ECM）的電流密度分布，以及激光加工（切割、鑽孔、熔覆）的熱影響區控製技術。 金屬增材製造（AM）的精度挑戰： 重點分析選擇性激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）過程中存在的殘餘應力、孔隙率控製與各嚮異性問題。探討如何通過工藝參數的精細調控和後處理（如熱等靜壓HIP）來提升結構件的機械性能。 微納製造技術： 介紹光刻、LIGA技術在微機構製造中的應用，以及微注射成型在批量化微小零件生産中的工藝流程。 第三篇：數字化集成與智能製造 本篇麵嚮工業4.0背景下的製造係統集成與質量保證。 第五章：製造過程的數字化仿真與驗證 虛擬加工環境構建： 強調從CAD模型到CAM路徑生成的全流程數字化鏈條。介紹如何使用高性能軟件對整個加工過程進行物理級仿真，預測刀具路徑乾涉、機床剛度變形和零件熱變形。 工裝夾具的精密設計與分析： 深入探討夾具對加工精度的影響，引入有限元分析（FEA）對夾具的剛度和夾緊力進行優化設計，確保工件在裝夾狀態下的定位精度和穩定性。 質量控製的數字化轉型： 介紹基於CMM和光學掃描儀的逆嚮工程與偏差分析，如何將測量數據反饋至設計模型，實現閉環質量控製。 第六章：智能製造與工業物聯網（IIoT）在精密製造中的實踐 設備狀態監測與預測性維護（PdM）： 探討如何通過采集機床主軸振動、溫度、電流等數據，建立機器學習模型，實現對關鍵部件故障的提前預警。 柔性製造係統（FMS）的調度優化： 針對多品種、小批量生産模式，介紹先進的調度算法（如遺傳算法、強化學習）在生産資源動態分配中的應用。 人機協作與安全集成： 探討在精密裝配和檢測環節中，協作機器人（Cobots）如何與人類操作員高效協同，同時確保操作的安全性和精度的一緻性。 總結與展望： 本書不提供具體的軟件操作步驟，而是緻力於培養讀者理解“為什麼”和“如何做優化”的能力。它將設計、材料、工藝和數字化工具視為一個不可分割的有機整體，引導讀者掌握麵嚮未來高端製造的係統工程思維。通過對前沿理論的深度挖掘和對關鍵技術的剖析，《現代精密工程設計與製造技術》旨在成為推動我國精密製造水平邁嚮新高度的必備工具書。
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