《精密工程發(fā)展論》分為三部分。第一部分首先對精密工程進(jìn)行定義,然后闡述了一系列精密機(jī)械和儀器的設(shè)計(jì)思想、基本原理與工程要素。第二部分則通過對分度機(jī)、比較儀、刻線機(jī)以及金剛石切削等的演化的論述,來展現(xiàn)精密工程發(fā)展史。最后對精密工程發(fā)展歷史中的重要機(jī)構(gòu)和人物作了簡單的介紹!毒芄こ贪l(fā)展論》可供年輕科學(xué)工作者和工程師參考,也可作為研究生、大學(xué)生的專業(yè)英語教材。
本書的原稿完成于20年前,當(dāng)時寫這本書有其特定的動機(jī),而今天再次出版本書的雙語版還有外加的因素。在此有必要回顧一下。
如第一章所述,精密工程很難給出一個準(zhǔn)確的定義。精密工程它的實(shí)踐者來自于不同的學(xué)科。因此,精密工程不像諸如天文學(xué)或者物理學(xué)那樣有一種共同的文化。本書的初衷在于嘗試記錄精密工程的歷史:
1.使我們可以節(jié)約時間、精力和資源,以避免浪費(fèi)在對一些已知的或者可能已被遺忘的方法或技術(shù)的重復(fù)發(fā)明上;
2.幫助今天的精密工程師們記住早期實(shí)踐者所做出的貢獻(xiàn)。
本書主要是從西方的角度來闡述的,這代表了當(dāng)時先進(jìn)技術(shù)的起源。時至今日,全球化已經(jīng)成為科學(xué)、技術(shù)和商業(yè)發(fā)展的主要推動力,因此有必要再次展現(xiàn)當(dāng)今精密技術(shù)的深遠(yuǎn)的根基。我希望本書的雙語版能夠有助于大家(東西方)在此領(lǐng)域的討論。
自從此書第一版出版后,我有機(jī)會從事了大量的精密工程領(lǐng)域的前沿項(xiàng)目。其中,我發(fā)現(xiàn)大量的進(jìn)展是源于對一些著名精密工程基本思想和原理的簡單應(yīng)用;仡櫄v史是學(xué)習(xí)那些基本原理的一個好方法,同時也是預(yù)見未來精密工程發(fā)展的一面鏡子。
克里斯·埃文斯(Chris Evans),國際期刊《精密工程》的首任編輯,自1979年創(chuàng)刊到1984年一直擔(dān)任該職務(wù)。在此期刊成為國際精密工程與納米技術(shù)學(xué)會的會刊后,他又擔(dān)任該期刊的主編多年。
他于1984年加入威斯康星大學(xué),自1985年4月至1990年,在馬里蘭州蓋瑟堡的美國國家標(biāo);隹與技術(shù)研究院(前美國國家標(biāo)準(zhǔn)局)的支持下,主要從事精密機(jī)械加工工藝的研究。后來在國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院工作時,他的研究興趣逐漸擴(kuò)展至硬材料的切削、銑削、高速磨削、拋光、光學(xué)加工工藝與干涉計(jì)量。2001年,他成為康涅狄格州米德菲爾德的Zygo公司研發(fā)部門的資深研究科學(xué)家和首席計(jì)量學(xué)家。
克里斯是國際生產(chǎn)工程院院士和美國精密工程學(xué)會認(rèn)證的工程師。他撰寫或合著的文章超過百篇,還獨(dú)立或共同申請了10項(xiàng)美國專利。
本書的大部分研究是在1985到1987年間完成的,當(dāng)時克里斯是克蘭菲爾德理工學(xué)院的一名校外生,同時兼任史密森納協(xié)會美國國家歷史博物館的訪問學(xué)者。
縮略詞表/1
引言/1
第一章 為什么要精密/1
歷史根源/6
演變概述/7
鐘表學(xué)——一精密的基礎(chǔ)/9
儀器制造商的出現(xiàn)/12
機(jī)床和互換性制造/14
樸次茅斯滑輪制造系統(tǒng)/15
步槍制造者/15
第二章 設(shè)計(jì)思想和技術(shù)/19
決定論/19
運(yùn)動學(xué)設(shè)計(jì)/21
運(yùn)動學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展/24
三點(diǎn)支撐/28
彈性平均/32
Abbe(對準(zhǔn))原則/33
精密機(jī)械中的熱效應(yīng)/35
誤差估計(jì)/37
展望/37
第三章 精密工程的要素/39
測量基準(zhǔn)架/40
精密機(jī)械的結(jié)構(gòu)材料/40
空氣軸承/44
日益精密的螺桿/45
第四章 圓盤分度機(jī)與直線分度機(jī)/53
手工分度/53
鐘表制造商與圓盤分度的聯(lián)系/56
Ramsden的三臺機(jī)器/59
Donkin的直線分度機(jī)/66
法國的進(jìn)展/67
19世紀(jì)德國的工作/69
美國的發(fā)展/69
Darling,Brown&Sharpe,同一公司里的截然不同的設(shè)計(jì)/72
美國的歷史性突破/76
日內(nèi)瓦(Geneva)工廠/76
19世紀(jì)技術(shù)的成熟和20世紀(jì)的發(fā)展/78
第五章 衍射光柵的制備/79
早期的開拓者/80
一位實(shí)踐光學(xué)家/82
與鑄幣廠的關(guān)聯(lián)/84
與顯微術(shù)領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)/90
經(jīng)典時代/96
被遺忘的巨人?/98
核心人物/100
另辟蹊徑/102
顯微刻線方面的進(jìn)展/105
芝加哥學(xué)派/105
現(xiàn)代光柵技術(shù)的誕生/106
英國國家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)的進(jìn)展/106
其他小組/107
展望/107
第六章 比較儀與長度標(biāo)準(zhǔn)/109
Saxton的比較儀/111
Rogers—Bond比較儀/113
SIP的貢獻(xiàn)/116
干涉儀取而代之/118
第七章 金剛石刀具和單點(diǎn)金剛石切削/121
早期刀具的發(fā)展/121
早期刻線經(jīng)驗(yàn)/123
金屬切割刀具/125
“現(xiàn)代”單點(diǎn)金剛石車削/130
金剛石車削與武器發(fā)展史/134
其他分支/138
展望/139
第八章 人物簡介/141
JesseRamsden(1735——1800)/141
SIP、Dixi與坐標(biāo)鏜床/143
RobertWillis(1800——1875)/145
Brown&Sharpe早期的歷史/146
WilliamA.Rogers(1832——1898)/147
JesephSaxton(1799——1873)/149
JohnESweet(1832——1916)/149
Zeiss、Abbe和Jena/150
JohnBarton/150
BryanDonkin/151
結(jié)束語/153
附錄編年紀(jì)要/155