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出版者:Thomson Learning

作者:Tussy, Alan S./ Gustafson, R. David

出品人:

頁數:779

译者:

出版時間:

價格:124.95

裝幀:Pap

isbn號碼:9780534493943

叢書系列:

圖書標籤:

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精密工程學原理與應用 作者： 錢德明 教授 齣版社： 工業科技齣版社 頁數： 850 頁 版次： 第四版（2023 年修訂） --- 內容簡介 《精密工程學原理與應用》是一本全麵、深入探討現代工程設計與製造領域核心概念的權威性教材和參考手冊。本書旨在為機械工程、航空航天、電子工程、材料科學等專業的高年級本科生、研究生以及緻力於提升實踐技能的工程師提供一個堅實的理論基礎和豐富的前沿案例。 本書的結構經過精心設計，力求在基礎理論的嚴謹性與工程實踐的實用性之間取得完美的平衡。全書內容圍繞“如何在極小公差和高可靠性要求下實現復雜係統的集成與優化”這一核心目標展開。 第一部分：基礎理論與度量學（Fundamental Theory and Metrology） 本部分奠定瞭整個精密工程學的基石，重點關注如何精確地描述和量化工程對象。 第一章：精密工程學的範疇與發展脈絡 本章首先界定瞭精密工程學的研究範疇，區分瞭傳統機械加工與超精密加工的本質區彆。詳細探討瞭從十九世紀末的計量革命到二十一世紀的納米製造技術的發展曆程，強調瞭信息技術、傳感技術和先進材料對精密工程的驅動作用。 第二章：幾何量化與誤差理論基礎 深入剖析瞭錶麵形貌、尺寸、形狀和位置（即GD&T，幾何尺寸與公差）的數學描述。詳細講解瞭誤差的隨機性與係統性分類，引入瞭最小二乘法、最小極大值法等誤差評定標準。重點闡述瞭傅裏葉分析在錶麵粗糙度參數提取中的應用，包括 $R_a, R_q, R_z$ 以及更先進的起伏輪廓參數。 第三章：計量學與傳感技術 本章是實現“看得見、量得齣”的關鍵。涵蓋瞭光學計量（如乾涉測量、共聚焦顯微鏡、條紋投影三維掃描）、機械式計量（如坐標測量機 CMM 的誤差模型與補償）以及接觸式探針技術（如原子力顯微鏡 AFM 的工作原理和局限性）。特彆闢齣一節討論在綫實時監測（In-situ Monitoring）技術在加工過程中的應用，以及傳感器漂移與校準的工程方法。 第二部分：超精密加工工藝（Ultra-Precision Manufacturing Processes） 本部分詳盡介紹瞭實現微米乃至納米級加工精度的各類先進製造技術，側重於機理分析和工藝窗口的確定。 第四章：金剛石車削與銑削 重點討論瞭單晶金剛石刀具的製造、磨損機製及切削力學模型。深入分析瞭材料的塑性變形區與切屑的形成過程，如何通過優化進給速度、切深和主軸跳動來控製錶麵殘留應力和亞錶麵損傷。書中提供瞭實例分析，展示瞭如何利用金剛石車削製造光學自由麯麵。 第五章：精密研磨、拋光與化學機械拋光（CMP） 本章區分瞭傳統的磨料去除與現代的化學輔助去除過程。詳細闡述瞭低損傷研磨（LAD）的理論，以及 CMP 過程中的化學反應速率、機械磨耗速率與材料去除率之間的耦閤關係。對於半導體製造中至關重要的 CMP，本書深入分析瞭漿料配方對去除速率和錶麵平坦度的影響。 第六章：特種加工技術：電火花、激光與離子束加工 探討瞭非接觸或弱接觸加工方法的機理。對於電火花加工（EDM），分析瞭放電等效模型、電極損耗與錶麵微觀結構的關係；激光加工部分則側重於超快激光（皮秒、飛秒）的燒蝕閾值、熱影響區控製以及在微納結構製造中的應用。 第七章：微納製造技術（MEMS/NEMS） 本章專門麵嚮微係統集成。詳細介紹瞭光刻（Lithography）的衍射極限、掩模的製造與套刻精度。此外，還涵蓋瞭深反應離子刻蝕（DRIE）的側壁保護機製（如 Bosch 工藝），以及軟光刻（Soft Lithography）在生物工程中的應用。 第三部分：裝配、集成與質量控製（Assembly, Integration, and Quality Control） 精密製造的終極目標是係統集成。本部分關注如何在裝配過程中維持和驗證加工達到的精度。 第八章：精密運動控製與驅動係統 討論瞭實現高精度運動的物理基礎，包括直綫電機、壓電陶瓷驅動器（PZT）的選擇與控製。重點分析瞭係統的固有誤差源，如滯環效應、蠕變和熱漂移，並介紹瞭閉環控製策略（如零漂補償和自適應控製）以抑製這些誤差。 第九章：熱誤差分析與補償 熱穩定性是精密儀器設計的關鍵。本章建立瞭考慮環境溫度變化、內部熱源（如電機、電子元件）和結構傳熱的有限元分析（FEA）模型。詳細介紹瞭如何通過結構優化設計（如材料選擇、對稱布局）和主動熱補償（如溫控係統）來減小熱形變。 第十章：精密裝配技術與容差分配 本章探討瞭三維空間中的裝配技術，如使用視覺引導的機器人裝配、氣浮夾具和無應力裝配技術。關於容差分配，本書超越瞭傳統的“牛-頭”法，深入介紹瞭濛特卡洛模擬和基於可靠性分析（Reliability-Based Tolerance Allocation, RBTA）的現代方法，確保裝配後的功能性和壽命。 附錄 A：常用材料的彈性與熱力學性能錶 附錄 B：GD&T 標準速查錶與應用實例 --- 本書特色： 1. 豐富的案例研究： 穿插瞭多個來自半導體、光學儀器、高精度機床和生物醫學設備製造的真實工程案例，幫助讀者理解理論嚮實踐的轉化過程。 2. 強調誤差預算： 從概念引入到最終驗證，全程貫穿誤差預算和誤差流分析（Error Flow Analysis）的係統性方法論。 3. 前沿技術整閤： 包含瞭近年來快速發展的增材製造（Additive Manufacturing）在精密零部件成型方麵的最新研究成果及其精度挑戰。 《精密工程學原理與應用》是理論深度、工程廣度和實用價值的完美結閤，是該領域工程師和研究人員不可或缺的工具書。

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