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出版者:中國電力齣版社

作者:

出品人:

頁數:341 页

译者:

出版時間:2008年

價格:36.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787875083673

叢書系列:

圖書標籤:

• 數控編程
• CNC
• G代碼
• 加工實例
• 編程案例
• 數控機床
• 模具加工
• 機械製造
• 工業製造
• 實訓教程

機械製造工藝與數控技術基礎：理論與實踐深度解析 本書是一本係統、深入探討機械製造領域核心技術與前沿應用的專業教材與參考手冊。 聚焦於傳統機械加工工藝的優化、現代數控（NC）技術的原理、編程方法以及復雜零件的加工實踐，旨在為工程技術人員、高年級本科生及研究生提供堅實的理論基礎和豐富的實戰經驗。 全書內容組織遵循從基礎原理到高級應用的邏輯遞進，結構嚴謹，圖文並茂，力求實現理論深度與工程實用性的完美結閤。 --- 第一部分：機械加工基礎理論的深化與拓展 本部分旨在夯實讀者對切削加工基礎的理解，超越基礎教材的廣度，深入剖析影響加工質量和效率的關鍵因素。 第一章：先進切削理論與刀具材料革新 本章首先迴顧瞭經典切削理論（如塑性變形區、摩擦模型），隨後重點引入瞭現代高精度加工中的關鍵概念。深入分析瞭摩擦學在切削過程中的作用，討論瞭在高速和超高速加工條件下，刀具-切屑界麵的熱物理狀態變化規律。 刀具材料的演變與選擇： 詳細對比瞭高速鋼（HSS）、硬質閤金、陶瓷材料、以及新型聚晶金剛石（PCD）和立方氮化硼（CBN）刀具的微觀結構、物理化學特性及適用範圍。特彆關注瞭塗層技術（如TiN, AlTiN, CrN等）如何通過改變界麵能和熱阻抗來提升刀具壽命和錶麵完整性。 切削力與熱量的精確預測模型： 介紹瞭幾種先進的切削力預測模型，包括基於有限元分析（FEA）的仿真方法，用於指導機床剛度和夾具設計的負荷評估。 第二章：現代製造係統中的工件裝夾與刀具測量 有效的裝夾是保證加工精度和穩定性的前提。本章詳述瞭精密裝夾係統的設計原則。 精密定位與夾緊理論： 探討瞭靜定係統（Datum System）的概念及其在三坐標測量和數控加工中的應用。詳細分析瞭液壓、氣動和電磁吸盤等主動式夾具的原理、優缺點及應用場景。 在機測量技術（In-Process Metrology）： 這是實現“零缺陷製造”的關鍵。本章重點介紹激光對刀儀、紅外測溫技術以及接觸式電信號測量技術在機床主軸上的集成應用。討論瞭如何通過實時反饋數據，對刀具磨損進行動態補償，確保加工公差。 第三章：特種加工方法的原理與應用拓展 除瞭傳統的銑削、車削和鑽削，本部分深入探討瞭非傳統和精密加工技術，適用於難加工材料和超精密錶麵要求。 電火花加工（EDM）的精細化控製： 深入解析瞭電蝕過程中的等離子體通道演變、金屬熔化與再凝固機製。重點介紹慢走絲綫切割（SW-WEDM）在復雜麯麵和硬質材料上的應用，以及脈衝參數對錶麵粗糙度（Ra值）的直接影響。 激光加工技術： 涵蓋激光切割、焊接、錶麵強化（熔覆）的基礎物理過程，特彆是飛秒激光在微納加工領域的潛力。 磨削與超精加工： 分析瞭砂輪的結構、磨料特性與砂輪修整技術。詳細闡述瞭電解復閤磨削（ECM/CDG）如何有效解決高強度閤金的加工硬化問題。 --- 第二部分：數控技術的核心原理與編程範式 本部分是本書的技術核心，側重於數控係統的工作原理、編程語言的精髓以及復雜軌跡規劃的實現。 第四章：數控係統的架構與伺服控製原理 本章從係統層麵剖析現代數控（CNC）機床的“大腦”。 CNC係統結構詳解： 介紹基於PC的開放式架構（Open CNC Architecture）與傳統閉環控製係統的區彆。詳細闡述運動控製係統（MCS）中插補器的功能，如直綫、圓弧和螺鏇插補的算法實現。 伺服驅動與反饋機製： 深入探討全閉環與半閉環係統的精度差異。分析瞭高精度位置控製中，如何處理靜差（Stiction）和反嚮間隙（Backlash）等誤差源，以及如何應用前饋控製來提高動態響應速度。 第五章：手工編程（G/M代碼）的高級應用與優化 本章迴歸到最基礎但不可或缺的G代碼編程，但側重於解決實際生産中的疑難問題。 坐標係與轉換的精確定位： 詳述瞭工件坐標係（G54-G59）、刀具坐標係（G41/G42）以及機床坐標係之間的相互轉換邏輯。重點分析瞭復閤坐標係和平移補償在多麵體加工中的應用。 循環與子程序的高效編程： 介紹如何利用宏程序（Macro Programming），結閤變量、條件判斷（IF/THEN）和循環（WHILE），實現刀具路徑的自適應生成，以應對批量變化或模具設計微小差異。 高級刀具路徑控製指令： 深入解析G07.1（圓柱插補）、G68.2（坐標係鏇轉與平移）等指令在螺鏇麵、螺紋和偏心孔加工中的精確應用，這是手工編程能力的關鍵體現。 第六章：計算機輔助製造（CAM）的數據流與後處理 本部分關注如何利用軟件將設計模型轉化為機床可執行的指令，並保證其可靠性。 CAD/CAM數據接口標準： 分析瞭STEP, IGES等中性文件格式在幾何數據傳遞中的信息損失與完整性校驗。強調參數化建模對CAM路徑生成效率的影響。 先進的刀具路徑策略： 詳細對比瞭不同銑削策略（如等高綫銑削、螺鏇進給、區域清除）對殘留材料、加工時間和刀具磨損的影響。重點探討“下切量（Stepover）”和“步距角（Stepdown）”的優化算法。 後處理器的定製與驗證： 後處理器是CAM與特定機床間的橋梁。本章講解瞭後處理器的邏輯結構，強調如何根據特定機床的特殊G代碼（如FANUC、Siemens或Heidenhain的特定函數）進行邏輯修改和調試，確保生成的代碼零錯誤。 --- 第三部分：復雜零件的數控加工實踐與質量控製 本部分將理論和編程知識應用於實際的復雜零件製造案例，著重於解決實際生産中的挑戰。 第七章：復雜麯麵零件的數控加工策略 針對航空航天、模具製造中常見的自由麯麵（Free Form Surface）零件。 麯麵擬閤與誤差分析： 探討麯麵在CAM係統中是如何被三角麵片（Tessellation）近似的，以及麵片尺寸對最終零件錶麵精度的影響。 五軸聯動加工的運動學： 深入解析萬嚮節死點（Gimbal Lock）的避免策略。詳細介紹A/B/C軸耦閤控製的原理，並針對葉片、葉輪等迴轉體結構，設計最佳的“刀軸指嚮”（Tool Axis Orientation）方案，以保證切削接觸麵積的最大化和最小化刀具偏置。 第八章：數控模具製造的精度保障體係 模具製造對精度和錶麵質量要求極高。本章聚焦於模具型腔和型芯的加工流程。 高光潔度加工技術鏈： 規劃從粗加工到精加工，再到最後的電火花精修和鏡麵拋光的完整工藝鏈條。特彆關注“鏡麵電火花加工”（Mirror EDM）的參數設置，包括低電流脈衝、脈衝寬度和間隙電壓的精確匹配。 型麵誤差的傳遞與控製： 分析在粗加工餘量分配不均情況下，如何通過精加工刀具路徑補償來消除殘餘應力和形變。 第九章：數控機床的精度補償與維護 數控機床在長期運行中不可避免地産生誤差，本章提供係統的誤差校正方法。 幾何誤差的測量與補償： 介紹如何使用激光乾涉儀和球杆儀對機床的反嚮間隙、螺距誤差、迴轉中心偏移等係統誤差進行精確測量。講解如何將這些誤差數據輸入到CNC係統或後處理器中，進行基於模型的閉環補償。 熱誤差的分析與控製： 討論主軸溫升、導軌摩擦等因素對定位精度的影響。介紹內置溫度傳感器和冷卻係統的應用，以及如何通過預熱程序（Warm-up Cycle）來穩定機床的熱基準。 --- 附錄： 提供瞭常用數控係統（如FANUC係統）的常用參數錶、故障代碼速查以及標準零件的編程實例分析。 本書以其詳實的技術內容、對前沿製造技術的關注，以及大量的工程案例分析，定位於成為機械製造專業人員案頭必備的工具書，助力讀者掌握現代數控技術的核心競爭力。

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這本書的排版和印刷質量非常精良，圖文混排得很舒服，很多涉及到程序段的對比展示，用不同顔色區分，閱讀體驗極佳。我特彆欣賞作者在解釋一些復雜的數學模型時，采用瞭非常形象的比喻，使得非數學專業的讀者也能快速領會其精髓。比如，在講解誤差補償原理時，那個關於“影子和物體”的比喻，我用瞭很長時間纔理解透徹的幾何原理，竟然被作者用三言兩語就講明白瞭。然而，當我試圖將書中的某些特定程序片段直接輸入到我的CNC模擬器中運行驗證時，發現偶爾會齣現一些兼容性的小問題。這可能與我使用的模擬軟件版本較新，或者我的機床配置與書中假設的配置存在差異有關。這讓我意識到，盡管理論基礎紮實，但數控編程的“最後一公裏”——即軟硬件的適配性問題，這本書涉及得不夠深入。如果能增加一個專門針對常見軟硬件衝突的排查章節，那就更完美瞭。

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這本書的裝幀設計挺有意思的，封麵是那種磨砂質感的，拿在手裏感覺分量很實在，不像現在很多輕飄飄的書。我本來是衝著書名裏的“200例”去的，希望能看到大量實操性的案例來武裝自己的編程技能。初翻的時候，發現它確實覆蓋瞭不少數控加工的基礎知識點，從G代碼和M代碼的詳細解讀，到坐標係設置的講解，都寫得比較細緻。尤其是關於刀具補償和程序跳轉的章節，作者似乎花瞭大力氣去梳理那些容易讓人混淆的概念，用瞭很多圖示來輔助說明，這點非常加分。不過，我更期待的是那些能夠直接應用到復雜麯麵加工中的高級編程技巧，比如五軸聯動的一些編程思路或者後處理器的定製化方法。這本書目前的側重點似乎更偏嚮於傳統的、結構化零件的編程教學，對於現代製造業中越來越流行的增材製造或者更復雜的復雜零件的編程案例，內容顯得有些不足。總體來說，作為一本入門或者鞏固基礎知識的教材，它無疑是閤格且優秀的，但對於追求前沿技術和深度案例的專業人士來說，可能需要搭配其他更專業的資料來補充。

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作為一個剛接觸數控編程的學員，我最怕的就是那種晦澀難懂、術語堆砌的教材。幸運的是，這本書的語言風格非常親切和口語化，讀起來完全沒有壓力。作者似乎非常理解初學者的睏惑點，總能在關鍵步驟給齣“過來人”的忠告，比如“這裏韆萬不要用絕對值編程，否則很容易齣錯”之類的提示，非常實用。書中的基礎知識梳理得極其到位，從最簡單的直綫插補到復雜的固定循環（Cycle）的使用，循序漸進，過渡自然。但是，隨著我學習的深入，我發現書中對於“人機對話”界麵的操作指導相對較少。現在大部分工廠都依賴圖形化界麵進行輔助編程和調試，但這本書更多的是聚焦於純文本的G代碼編寫。我希望能看到一些截圖或流程圖，展示如何在實際的控製麵闆上快速定位、修改和監控程序執行狀態，這對於培養綜閤操作能力同樣重要。畢竟，代碼寫得再好，如果不懂得如何在機器上高效地管理它，也是白搭。

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我購買這本書主要是為瞭提升自己處理非標件編程的能力。這本書在描述標準外圓、平麵加工的程序編寫流程時，邏輯嚴密，步驟清晰，幾乎可以作為標準操作流程（SOP）來參考。特彆是對安全區域和坐標係原點選擇的講解，給齣瞭多種場景下的最佳實踐方案，非常有參考價值。但令我稍感遺憾的是，對於一些需要高度定製化路徑的自由麯麵零件，書中提供的解決方案似乎偏嚮於傳統的輪廓跟蹤模式。我期待能看到更多關於如何利用CAD/CAM軟件導齣的特定路徑數據，並結閤手工編程對這些數據進行微調和優化，以達到更高錶麵光潔度的案例。例如，在精加工階段，如何通過調整進給速率或使用特定的螺鏇插補技巧來減少刀痕，書中著墨不多。這本書更像是一個堅實的地基，打得非常牢靠，但上層建築的華麗設計和復雜結構，還需要讀者自己去探索和補充。

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說實話，我拿到這本書的時候，是抱著一種學習新技術的心態的。我目前的工作涉及到一些模具的復雜型麵加工，對快速生成高效、穩定的NC代碼有著迫切的需求。這本書的章節結構安排得比較清晰，理論部分講得中規中矩，但真正讓我眼前一亮的是它對特定機床參數的解讀。比如，它對不同品牌數控係統（西門子、發那科等）在處理圓弧插補時的細微差彆進行瞭對比分析，這在很多教科書中是看不到的。這種“實戰經驗”的體現，讓我覺得作者不僅僅是照本宣科，而是真正跑過車間的。然而，在處理“例”的部分，我發現很多例子似乎是針對特定的教學設備或簡化場景設計的。例如，在進行粗加工的編程時，它給齣的下刀路徑雖然正確，但在實際生産中可能不是最優化的效率路徑，缺乏對切削參數動態調整的深入探討。我希望能看到更多關於如何平衡加工時間、刀具壽命和錶麵質量之間矛盾的案例分析，而不是僅僅停留在“如何把這個程序寫齣來”的層麵。期待下一版能在算法優化和智能排程方麵有所突破。

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