Precision Engineering

张金来

目录

  • 1 Course Introduction
    • 1.1 WHAT IS PRECISION ENGINEERING
    • 1.2 The Content and Function of Precision Engineering
    • 1.3 Chapter Quiz
  • 2 Design Principles Design Fundamentals
    • 2.1 Introduction
    • 2.2 Fundamental  Principles
    • 2.3 Occam’s Razor
    • 2.4 Simplicity Vs Complexity
    • 2.5 Law of Nature
    • 2.6 Saint-Venant’s Principle
    • 2.7 Golden Rectangle
    • 2.8 Independent Function
    • 2.9 Abbe’s Principle
    • 2.10 Chapter Quiz
  • 3 Design Fundamentals
    • 3.1 Self Principles
    • 3.2 Stability
    • 3.3 Symmetry
    • 3.4 Accuracy, Precision & Resolution
    • 3.5 Sensitive Directions
    • 3.6 Triangulate for Stiffness
    • 3.7 Load Paths
    • 3.8 Avoid Bending Stresses
    • 3.9 Manage Friction
    • 3.10 Preload
    • 3.11 Centers of Action
    • 3.12 Exact Constraint Design
    • 3.13 Elastically Averaged Design
    • 3.14 Chapter Quiz
  • 4 PRECISION DESIGN PRINCIPLE
    • 4.1 Design Principle 1
    • 4.2 Design Principle 2
    • 4.3 Design Principle 3
    • 4.4 Design Principle 4
    • 4.5 Design Principle 5
    • 4.6 Compliance
    • 4.7 Design Principle 6
    • 4.8 The effect of heat symmetry
    • 4.9 Design Principle 7
    • 4.10 The long slider
    • 4.11 Design Principle 8
    • 4.12 Features of Kinematic Design
    • 4.13 Equivalent increase contact  points
    • 4.14 Design Principle 9
    • 4.15 Four Methods of error  correction
    • 4.16 Design Principle 10
    • 4.17 Design Principle 11
    • 4.18 The reduction principle
    • 4.19 Chapter Quiz
  • 5 Precision Design Applications
    • 5.1 Introduction
    • 5.2 Automotive Industry
    • 5.3 Aerospace Industry
    • 5.4 Medical Devices
    • 5.5 Electronics
    • 5.6 Consumer Products
    • 5.7 Optics and Photonics
    • 5.8 Industrial Machinery
    • 5.9 Precision  Manufacturing
    • 5.10 Chapter Quiz
  • 6 DESIGN STRATEGIES
    • 6.1 Design Strategy
    • 6.2 Typical Phenomena around a machine
    • 6.3 Suggestion to address few Problems
    • 6.4 Design Principles
    • 6.5 Design Strategy for Standard Machine
    • 6.6 Compliance of a Machine
    • 6.7 Machine Key-Components
    • 6.8 Guideways
    • 6.9 Minituarization
    • 6.10 Current Limitations and Challenges
    • 6.11 Chapter Quiz
  • 7 MACHINING PRINCIPLE 1
    • 7.1 Machining Principle 1
    • 7.2 Machining Principle 2
    • 7.3 Machining Principle 3
    • 7.4 Machining Principle 4
    • 7.5 Machining Principle 5
    • 7.6 Chapter Quiz
  • 8 MACHINING PRINCIPLE 2
    • 8.1 Machining Principle 6
    • 8.2 Machining Principle 7
    • 8.3 Machining Principle 8
    • 8.4 Machining Principle 9
    • 8.5 Machining Principle 10
    • 8.6 Machining Principle 11
    • 8.7 Chapter Quiz
  • 9 Machine Elements and  Precision
    • 9.1 Introduction
    • 9.2 Precision in Machine Elements
    • 9.3 Factors Affecting Precision in Machine  Elements
    • 9.4 Design Considerations for Precision in  Machine Elements
    • 9.5 Importance of Proper Machining  Techniques
    • 9.6 Precision Bearings in Machine  Elements
    • 9.7 Mechanical Components and Precision
    • 9.8 Testing and Quality Assurance for  Precision
    • 9.9 Chapter Quiz
  • 10 Machine Tool's Structure
    • 10.1 Machine Tool's Structure
    • 10.2 Definition of Machine Tool
    • 10.3 Types of Machine Tools
    • 10.4 Basic Components of Machine Tools
    • 10.5 Machine Tool Structures
    • 10.6 Gantry Structure
    • 10.7 Advances in Machine Tool Structures
    • 10.8 Chapter Quiz
  • 11 Motion Errors - Translation and Rotation
    • 11.1 Introduce
    • 11.2 Measurement
    • 11.3 Metrology and  Measurement
    • 11.4 Error
    • 11.5 Repeatability
    • 11.6 Model of Measurement
    • 11.7 How to determine  the measured  value and random  error
    • 11.8 Motion Errors  Principle –  Translational  Body
    • 11.9 Associated errors with translation
    • 11.10 Associated Error with Rotation
    • 11.11 Geometric Errors and Kinematic  Errors
    • 11.12 Chapter Quiz
  • 12 Motion Errors - Measurement
    • 12.1 Geometric Errors
    • 12.2 Cosine Error and Abbé Errors
    • 12.3 Methodologies for Error Elimination
    • 12.4 Example of techniques to eliminate  thermal errors
    • 12.5 Thermal errors - Measurement
    • 12.6 Thermal errors - Problems
    • 12.7 Classification of Sensor
    • 12.8 Chapter Quiz
  • 13 THERMAL ERRORS AND PROBLEMS
    • 13.1 Hard Disk
    • 13.2 Thermal Errors
    • 13.3 Example of techniques to eliminate  thermal errors
    • 13.4 Thermal errors - Measurement
    • 13.5 Thermal errors - Problems
    • 13.6 Cutting Force-Induced Errors
    • 13.7 Purpose and Importance
    • 13.8 Typical Thermal Displacement Patterns
    • 13.9 Heat Source in Machine Tools
    • 13.10 Power loss in rolling bearing
    • 13.11 Bearing Temperature and Clearance
    • 13.12 Lubrication
    • 13.13 Heat Transfer
    • 13.14 Insulation
    • 13.15 Chapter Quiz
  • 14 ERRORS – PRINCIPLE  AND MEASUREMENT
    • 14.1 Geometric Errors
    • 14.2 Cosine Error and Abbé Errors
    • 14.3 Methodologies for Error Elimination
    • 14.4 Classification of Sensor
    • 14.5 Chapter Quiz
  • 15 Evaluation of High  Precision Machine
    • 15.1 Creating High precision Machine
    • 15.2 Kinetic Reference in CNC Machine
    • 15.3 Machine Element with Kinematic  Pair
    • 15.4 Noise Reduction
    • 15.5 Positioning Accuracy
    • 15.6 Basic Evaluation Items
    • 15.7 Dimensional and Angular Precision
    • 15.8 Form Precision
    • 15.9 Surface Roughness and Alteration
    • 15.10 The four principles of measurement
    • 15.11 Chapter Quiz
  • 16 MATERIAL SELECTION
    • 16.1 Basic Ideas
    • 16.2 Thermal Properties
    • 16.3 Static and Dynamic Response
    • 16.4 How to Decide Among Alternatives
    • 16.5 Chapter Quiz
Design Principles