本书以智能切削制造为主题，以高端装备制造企业生产一线案例为基础，结合计算机技术和人工智能技术，系统阐述了智能切削刀具、智能切削工艺、智能切削数控系统以及智能检测与评价等方面理论和技术，为我国制造企业转型升级提供理论指导。
本书依托上海交通大学切削磨削与刀具研究基地近年来在智能切削制造领域所开展的理论研究和应用技术研究成果，以我国航空航天、能源装备、汽车、手机零部件制造企业实际生产中遇到难题为实例，结合计算机技术和人工智能技术，系统地阐述了智能切削制造中有关专用复合切削刀具设计、智能切削刀具制备、刀具寿命建模与预测、切屑与毛刺建模仿真和智能控制、加工精度与表面完整性建模与主动控制等理论与技术，体现了材料-结构-服役性能一体化的设计制造发展趋势。
“工业4.0”的核心是构建信息物理系统，通过物联网和互联网实现物与物、机器与机器、机器与人的数据信息交流、交互，建立智能工厂，实现智能生产，这也是业界称之为以智能制造为主导的未来工业的第四次革命。数字化、网络化、智能化是新工业革命的核心技术，是信息化和工业化融合的主要方面，是对传统产业进行转型升级的主要技术手段，也是中国制造业走向世界强国的主线。因此，要不断强化制造业的基础，包括基础材料、基础零部件、基础制造工艺和技术基础。切削加工作为基础制造工艺承担着90%以上基础零部件的加工制造任务，切削加工的发展方向是高速、高效、高精度、高可靠性（“四高”）。我国装备制造领域有大量数控加工机床，但大部分机床能效没有充分发挥，缺少配套的高速切削工艺和高性能刀具是主要原因。实现“四高”加工是一项系统工程，该系统由以工艺为中心的各个环节构成，包括机床、刀具、夹具、工件、过程监控、测量与质量管理等环节，在各个环节间需要有实时有效的切削基础数据作为信息流传递，优化、有效信息的及时传递依赖数字化技术和网络化技术，进而使得切削过程体现出智能化。因此智能切削工艺与刀具是实现 “四高”加工技术的基础保障。
在航空、航天、汽车、能源装备等高端制造领域大量应用高温合金、钛合金、高强度钢、复合材料等难加工材料，并大量采用整体薄壁结构和复杂曲面结构，以满足零件极端服役性能的要求。但是，难加工材料在高速切削过程中切削力大、切削温度高、刀具磨损严重，大型薄壁结构和复杂曲面结构零件在制造中的加工变形和切削振动现象严重，加工精度和表面完整性难以保证，严重阻碍了切削加工向高速、高效、高精度和高可靠性方向发展。虽然已有相关高速切削工艺和高性能刀具技术研究论文报道和著作出版，但仍然难以满足以数字化、网络化、智能化为核心技术的智能制造对切削工艺和刀具的体系化知识需求。
本书依托上海交通大学切削磨削与刀具研究基地近年来在智能切削工艺和刀具方面所取得的理论研究和应用技术研究成果，从系统的角度，以典型零件切削加工问题为导向，从工件材料力学性能表征、工件材料和结构的可加工性、切削过程物理建模、切削仿真与试验验证、切削加工参数优化、刀具设计与优化、刀具走刀路径优化、刀具寿命预测与管理、夹具设计与优化、冷却润滑液应用与优化、切削加工精度检测与分析、切削加工缺陷检测与分析等方面，以航天火箭壁板零件、铝蜂窝结构件、发动机整体叶轮、核电汽轮机缸体中分面、汽轮机叶片和重型燃机涡轮盘榫槽为加工对象，比较系统地阐述了实现具有“四高”特征的智能制造过程对切削工艺和刀具的特殊需求。
本书给出了大量基础性工艺数据和刀具技术规范，为传统机械制造产业转型升级，实现智能制造，提供智能切削工艺与刀具技术。
本书可为航空、航天、汽车、能源装备等高端制造领域从事难加工材料和难加工结构零件设计、产品研制、智能制造、工艺和刀具研发等的科技工作者提供指导与借鉴，供机械制造及其自动化专业的高年级本科生和研究生学习参考。
本书由陈明、安庆龙、王呈栋撰写。上海交通大学切削磨削与刀具研究基地明伟伟博士、博士研究生刘志强和邱坤贤、硕士研究生文亮和贺旭东参与了本书的部分科研工作。
本书内容得到了国家自然科学基金项目（51805344、51105253、51475298、51675204、51705319、51875355、51875356）、国家科技重大专项课题（2009ZX04014041、2012ZX04003051、2012ZX04003031、2015ZX04002102、2016ZX04002005、2017ZX04005001、2017ZX04016001）、国家863计划项目（2009AA044304、2013AA040104）、闵行区产学研合作项目和其他项目（17PJ1403800、SAST2017060、COMACSFGS201633277、USCAST201515、USCAST201614、15DZ0504500、Z1127949、MSVZD201801、17DZ1101200）的资助支持，在此表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者和专家批评指正。
现任国际磨料技术委员会（ICAT）委员、中国刀协切削先进技术研究会副理事长兼秘书长、中国机械工业金属切削刀具技术协会常务理事、中国机械工程学会生产工程分会切削专业委员会副主任委员、中国机械工程学会生产工程分会磨料加工技术专业委员会常务委员、全国刀具标准化技术委员会常务委员等学术职务。1999年起任上海交通大学机械与动力工程学院教授。1998－2007期间，作为高级访问学者曾先后赴日本大阪大学、美国密西根大学、韩国国立庆北大学、日本理化学研究所进行科学研究。在《机械工程学报》、《Transactions of ASME》、《Diamond & Related Materials》等国内外期刊上发表学术论文300多篇。负责国家科技重大专项课题4项，负责国家自然科学基金项目8项。获省部级发明奖和进步奖共3项；出版著作5部。授权国家发明专利20余项。
第1章绪论（1）
1.1切削工艺与刀具在智能制造中的作用（1）
1.2智能切削工艺（2）
1.3智能切削刀具技术基础（8）
1.4本书的总体思路（16）
切削工艺篇
第2章大型薄壁结构件控形切削工艺（17）
2.1背景介绍（17）
2.2超硬铝合金材料力学性能试验分析与本构模型（18）
2.3超硬铝合金大型薄壁结构件加工刀具路径物理仿真与优化（30）
2.4超硬铝合金大型薄壁结构件加工装夹方式物理仿真与优化（45）
2.5本章小结（61）
智能切削工艺与刀具目录第3章薄壁铝蜂窝结构件控性切削工艺（62）
3.1背景介绍（62）
3.2冰结铝蜂窝芯夹具设计与夹持性能试验分析（63）
3.3拓扑结构铝蜂窝芯切削过程物理仿真（74）
3.4拓扑结构铝蜂窝芯切削力建模与试验验证（82）
3.5蜂窝芯铣削过程的温度分布建模（93）
3.6蜂窝芯加工缺陷分布规律（110）
3.7铝蜂窝低缺陷铣削工艺优化（119）
3.8本章小结（148）
第4章整体叶轮加工全工艺流程优化（150）
4.1背景介绍（150）
4.2整体叶轮加工全工艺流程设计（151）
4.3整体叶轮加工全工艺流程物理仿真（155）
4.4整体叶轮加工工艺参数优化（163）
4.5整体叶轮加工刀具路径优化（173）
4.6整体叶轮加工刀具设计与应用（178）
4.7本章小结（185）
切削刀具技术基础篇
第5章汽轮机缸体中分面微量润滑切削刀具磨损机理（186）
5.1背景介绍（186）
5.2汽轮机缸体中分面镍基堆焊合金铣削参数优化（187）
5.3干式与微量润滑切削刀具磨损性能对比（191）
5.4微量润滑喷射位置与铣削方式对刀具磨损的影响（202）
5.5微量润滑切削过程信号检测与分析（208）
5.6本章小结（224）
第6章汽轮机零件加工刀具磨损模型与寿命管理（225）
6.1背景介绍（225）
6.2汽轮机缸体中分面镍基堆焊合金铣削刀具磨损解析建模（226）
6.3铣削刀具摩擦磨损性能分析与刀具涂层选型（233）
6.4汽轮机叶片加工物理仿真与参数优化（248）
6.5球头铣刀剩余寿命与刀具管理（256）
6.6本章小结（262）
综合篇
第7章涡轮盘榫槽智能切削工艺与刀具（264）
7.1背景介绍（264）
7.2基于涡轮盘材料本构模型的拉削仿真分析（272）
7.3涡轮盘耐热合金材料切削物理仿真与试验验证（282）
7.4涡轮盘榫槽拉削刀具刃口廓型设计方法（293）
7.5拉削力空间分布规律与时序特征（301）
7.6榫槽拉削系统动态稳定性分析与试验验证（308）
7.7拉刀磨损历程动态特性分析（314）
7.8拉刀耐用度预测（321）
7.9基于多约束优化的榫槽拉削余量分配（325）
7.10多耦合约束下精拉刀刀齿参数设计方法及实验验证（334）
7.11国产精拉刀应用与工艺优化（350）
7.12本章小结（359）
参考文献（361）
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