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机械制造工艺基础 图书简介 《机械制造工艺基础》是一本全面、深入阐述现代机械制造领域核心工艺原理与实践的权威教材与参考手册。本书旨在为机械工程、材料科学、制造工程等相关专业的学生、工程师及技术人员提供一个系统化的知识框架，使其能够理解并掌握从原材料到最终精密零部件的转化过程中所涉及的关键技术、理论基础和优化方法。 本书内容涵盖了机械制造工艺学的基本概念、发展历程、以及贯穿整个制造流程的各个关键环节。它不仅关注传统制造方法的原理与应用，更紧密结合当前工业4.0和智能制造的趋势，探讨了先进制造技术在提升产品质量、降低成本和实现柔性生产中的作用。 第一部分：制造工艺学基础与材料基础 本部分为全书的理论基石，详细介绍了机械制造的定义、目标、工艺规划的基本流程，以及制造系统中的信息流与物流管理。重点阐述了工艺路线的选择原则、工序设计的基本要求，以及如何根据产品图纸、技术要求和生产批量制定经济合理的制造方案。 在材料方面，本书深入剖析了机械制造中常用金属材料（如碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、钛合金等）的微观组织结构、力学性能、热处理工艺对其性能的影响，以及不同材料在特定加工条件下表现出的加工特性。理解材料的本质是选择正确加工方法的先决条件，因此，本章详细讨论了材料的切削性能、铸造性能、成形性能和焊接性能，为后续章节的工艺选择提供坚实的材料学支撑。此外，还简要介绍了非金属材料在先进制造中的应用潜力。 第二部分：成形工艺与连接技术 成形工艺是改变材料初始形状和尺寸的基础手段。《机械制造工艺基础》系统介绍了四大类主要的成形技术： 1. 铸造工艺： 详细讲解了砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、熔模精密铸造等工艺的原理、设备、模具设计要点及其在复杂零件制造中的应用。重点分析了铸造缺陷的形成原因及控制措施，强调了现代铸造过程的数值模拟技术。 2. 锻压工艺： 涵盖了自由锻、模锻和塑性压力加工（如轧制、挤压、拉拔）的理论基础。着重分析了材料在锻压过程中的流变行为、应力状态、模具设计中的补偿与容差考虑，以及如何通过控制终锻温度来优化零件的内部晶粒结构和力学性能。 3. 塑性成形与冷加工： 探讨了钣金件的冲压、深拉伸、折弯工艺，分析了材料的弯曲半径、回弹现象及凸凹模间隙的确定。同时，介绍了温成形和热成形技术在提高材料性能和降低成形力的应用。 4. 连接技术： 焊接是现代机械结构中不可或缺的连接手段。本章深入解析了电弧焊（MIG/MAG, TIG）、激光焊、电阻焊等主要焊接方法的物理过程、热影响区（HAZ）的形成与影响、焊后应力和变形的控制技术。对于非熔化连接（如螺纹连接、铆接、胶接）的适用性与强度分析也进行了详细阐述。 第三部分：切削加工原理与精密加工 切削加工是机械制造中最常用、精度最高的加工手段之一。本部分是全书的核心内容之一。 首先，本书系统回顾了金属切削的基本理论，包括切削力、切削热、刀具的几何参数（前角、主偏角等）对加工过程的影响。详细分析了切削机理、切屑的形成过程、刀具磨损的类型及其寿命预测模型。 随后，本书深入探讨了各类加工方法的工艺特点和优化： 车削、铣削、钻削与镗削： 对这些基本工序的加工精度、表面粗糙度、效率和刀具选择进行了量化分析，并介绍了高效率和复杂曲面加工（如五轴联动加工）的应用。 磨削加工： 重点介绍了砂轮的选择、磨削参数的优化、磨削液的作用，以及对工件表面完整性（残余应力、微观裂纹）的影响，尤其关注超精密磨削技术。 特种加工： 涵盖了电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、激光加工（切割、熔覆）、超声波加工和水刀加工等非传统加工方法的物理基础、适用材料和工艺窗口。 第四部分：表面工程与质量控制 现代机械产品对表面的功能性要求日益提高。本部分聚焦于如何通过表面处理技术赋予零部件特定的耐磨损、耐腐蚀、抗疲劳或导电等性能。内容包括热处理（渗碳、氮化、淬火、回火的原理与组织变化）、表面强化技术（喷丸、激光强化）以及各种涂层技术（物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD、电镀）。 质量控制是确保制造符合设计要求的关键。本书详细介绍了计量学在制造中的应用，包括各种尺寸、形状和位置公差的测量方法，从传统的机械测量仪器到先进的坐标测量机（CMM）和激光扫描技术。此外，统计过程控制（SPC）理论和几何尺寸与公差（GD&T）标准的理解与应用，被视为现代质量保证体系的核心内容。 第五部分：先进制造系统与未来趋势 面向未来，本书将制造工艺学置于集成化、智能化的背景下进行阐述。 数控技术与自动化： 深入解析了数控（NC）编程的基本逻辑，以及计算机辅助制造（CAM）在生成复杂轨迹和优化刀具路径中的作用。探讨了柔性制造系统（FMS）和自动化生产线的设计理念。 增材制造（3D打印）： 详细对比了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术的工艺流程、材料特性、成形限制以及后处理技术。分析了增材制造在小批量、复杂结构和快速原型制作中的优势与挑战。 数字化与智能化制造： 介绍了制造执行系统（MES）、产品全生命周期管理（PLM）在工艺数据管理中的应用，以及如何通过数据采集和分析实现制造过程的实时监控和自适应优化。 《机械制造工艺基础》结构严谨，图文并茂，结合大量的工程实例和习题，旨在培养读者将理论知识转化为解决实际制造问题的工程思维和实践能力。它是一本从基础概念到前沿技术的完整制造知识体系的构建指南。
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