印制电路板的设计与制作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高锐 编

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• 电路板
• 硬件设计
• 电子爱好
• 实作教程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111341017

版次：1

商品编码：10956956

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-03-01

用纸：胶版纸

页数：446

正文语种：中文

内容简介

《印制电路板的设计与制作》是为高职高专院校电子信息类专业及相关专业的“印制电路板的设计与制作”、“电子电路CAD”、“电子EDA技术”等专业课程及相关专业课程而专门编写的教材。本书的创新之处在于打破了传统学科式教材模式，采用基于工作过程的“以任务引领的项目式”编写模式。即以实际印制电路板设计与制作的工作过程为导向，以培养学生从事本专业职业岗位中的电子产品辅助设计工作所必需的专业核心能力为目标，以企业实际研发项目、典型产品案例和学生创新作品作为教材项目，有针对性和实用性地组织基于工作过程的印制电路板设计与制作的教材内容。将印制电路板设计、电路仿真、信号完整性分析、印制电路板制作及工艺与Protel DXP 2004 SP2软件操作有机地融为一体，突出培养人才的专业能力、实际解决问题的能力和职业素养，满足高等职业教育教学改革的新需求。书主要面向高职、高专院校相关专业师生，也可供广大印制电路板设计与制作技术人员参考使用。

内页插图

目录

前言
基本项目篇
项目一贴片式收音机印制电路板的设计与制作
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制贴片式收音机原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）Protel 2004软件的原理图编辑模块功能
（二）绘制原理图的操作流程
（三）Protel 2004软件主界面
（四）Protel 2004软件系统工作环境
（五）原理图工作窗口构成
（六）原理图工作环境设置
（七）原理图选项设置
（八）原理图元件库管理
（九）放置元件
（十）查找元件
（十一）编辑元件属性
（十二）调整对象位置
（十三）放置电源、接地和节点符号
（十四）绘制导线
（十五）放置原理图连线工具栏中其他符号
（十六）绘制图形
（十七）原理图快捷菜单
（十八）更新原理图流水号
（十九）检验原理图电气规则
（二十）设置和编译项目
（二十一）生成原理图的相关报表
（二十二）打印输出原理图
五、任务检查及评价
任务二设计贴片式收音机印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）PCB基础知识
（二）PCB设计流程
（三）新建PCB文件
（四）PCB工作窗口介绍
（五）设置PCB文件工作环境参数
（六）PCB文件选项设置
（七）设置PCB文件的工作层
（八）元件封装库操作
（九）规划PCB外形
（十）设计PCB文件的基本操作
（十一）PCB文件的快捷菜单
（十二）导入工程变化订单
（十三）PCB元件布局原则
（十四）PCB布局操作
（十五）添加网络连接
（十六）PCB布线设计原则
（十七）设置PCB设计规则
（十八）元件布线
（十九）调整文字标注
（二十）PCB设计规则检查
（二十一）PCB3D效果图
（二十二）PCB报表的生成与打印
五、任务检查及评价
任务三制作贴片式收音机印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）印制电路板的种类
（二）印制电路板的选用
（三）印制电路板的制造方法
（四）图形转移方法
（五）热转印法手工制作单层印制电路板基本流程
五、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习
项目二可调直流稳压电源印制电路板的设计与制作
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制可调直流稳压电源原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）新建原理图元件库文件
（二）原理图元件库编辑管理器
（三）原理图元件库文件中的Tools菜单和实用工具栏
（四）绘制原理图自制元件
（五）生成相关报表文件
五、任务检查及评价
任务二设计可调直流稳压电源印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）新建元件封装库文件
（二）元件封装库编辑管理器
（三）元件封装库文件中的Tools菜单栏和放置工具栏
（四）绘制元件封装
（五）生成项目元件封装库文件
五、任务检查及评价
任务三制作可调稳压电源印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）丝网印刷
（二）预烘
（三）图形打印
（四）曝光
（五）显影
（六）烘干
（七）修版
（八）阻焊层和丝印层质量检验
五、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习
项目三功率放大器印制电路板的设计与
制作
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制功率放大器原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）自上而下的层次原理图设计方法
（二）自下而上的层次原理图设计方法
（三）多通道的层次原理图的设计方法
（四）生成层次原理图的层次报表
五、任务检查及评价
任务二设计功率放大器印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）设计双层板的工作层
（二）双面放置元件
五、任务检查及评价
任务三制作功率放大器印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）图形电镀法
（二）堵孔法
五、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习
项目四多功能信号发生器印制电路
板的设计与制作
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制并仿真多功能信号发生器原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）仿真元件
（二）仿真信号激励源
（三）设置仿真分析方法
（四）原理图仿真
五、任务检查及评价
任务二设计多功能信号发生器印制电
路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）信号完整性分析
（二）设置信号完整性分析规则
（三）设置元件的信号完整性模型
（四）信号完整性分析器
五、任务检查及评价
任务三制作多功能信号发生器印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习373扩展项目篇
项目五模拟烘手器印制电路板的
设计
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制模拟烘手器原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
五、任务检查及评价
任务二设计模拟烘手器印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
（一）多层板结构与特点
（二）多层板的设计
（三）设计印制电路板时常用的键盘快捷键
五、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习
项目六超声波测距器印制电路板的
设计
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制超声波测距器控制电路原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
（一）控制电路原理图绘制
（二）测量电路原理图绘制
（三）显示电路原理图绘制
（四）电源电路原理图绘制
（五）层次电路主控模块电路设计
四、任务学习指导
五、任务检查及评价
任务二设计超声波测距器控制印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
五、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习
项目七激光显示器印制电路板的
设计
项目能力目标
项目描述
项目分析
项目实施
任务一绘制激光显示器控制电路原理图
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
五、任务检查及评价
任务二设计激光显示器印制电路板
一、任务描述
二、任务目标
三、任务实施过程
四、任务学习指导
五、任务检查及评价
项目检查及评价
项目练习
参考文献

前言/序言

《机械精密零件的加工工艺研究》 引言 在现代制造业中，精密机械零件的加工工艺直接关系到产品的性能、可靠性和使用寿命。随着科技的飞速发展，对机械零件的精度、复杂度和材料性能的要求日益提高，这促使着加工工艺不断创新和进步。本书旨在深入探讨机械精密零件的加工工艺，从理论分析到实践应用，全面系统地阐述其关键技术、工艺流程、设备选择、刀具优化以及质量控制等方面。通过对典型零件的加工案例进行剖析，为机械设计、制造和质量控制领域的专业人士提供一本具有指导意义的参考著作。 第一章 精密机械零件加工概述 1.1 精密机械零件的定义与特点 1.1.1 定义：精度等级高、表面质量要求严、形状复杂、尺寸公差和形位公差要求严格的机械零件。 1.1.2 特点： 高精度要求： 通常指达到微米甚至纳米级别的尺寸公差和形位公差。 高表面质量要求： 表面粗糙度、光洁度、表面层强度、残余应力等都需严格控制。 复杂形状： 往往包含曲面、薄壁、细长杆、异形孔等复杂几何特征。 特殊材料： 常采用高强度钢、钛合金、陶瓷、硬质合金等难加工材料。 性能要求苛刻： 需满足耐磨、耐腐蚀、高强度、轻质化等特定应用需求。 1.2 精密机械零件在国民经济中的地位与作用 航空航天： 发动机叶片、涡轮盘、结构件等，直接关系飞行安全和性能。 汽车工业： 发动机关键部件（曲轴、活塞）、变速箱齿轮、精密轴承等，影响汽车的动力、燃油经济性和可靠性。 医疗器械： 手术器械、植入物、精密诊断设备等，关系到病患的生命健康。 电子信息： 硬盘磁头、微电机、光刻机部件等，推动信息技术的进步。 能源领域： 涡轮发电机叶片、精密阀门、核电站关键部件等，保障能源供应的稳定与高效。 国防军工： 武器系统中的精密部件，确保国家安全。 1.3 精密加工技术的发展趋势 微纳加工技术： 尺寸向微米、纳米尺度发展，如MEMS（微机电系统）技术。 超精密加工技术： 达到亚微米甚至纳米级的加工精度，如金刚石车削、离子束刻蚀。 绿色加工技术： 减少切削液使用、节能降耗、低污染。 智能化与自动化： 引入先进的数控技术、机器人技术、在线监测与补偿技术，实现加工过程的智能化。 新材料与新工艺： 针对难加工材料，开发新的加工方法，如超声波加工、电化学加工、激光加工。 仿真与优化： 利用有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）等仿真工具，优化工艺参数和刀具设计。 第二章 精密机械零件的加工工艺方法 2.1 传统切削加工工艺 车削： 外圆、内圆、端面、螺纹、沟槽等。精密车削要求高刚性机床、高精度刀具、稳定的切削参数。 铣削： 平面、沟槽、轮廓、曲面等。精密铣削需关注刀具路径规划、刀具磨损补偿、热变形控制。 钻削与镗削： 孔的加工。精密钻削和镗削在保证尺寸精度和圆度、垂直度方面至关重要。 磨削： 提高表面粗糙度和尺寸精度，如平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、无心磨削。精密磨削对砂轮选择、进给量、冷却液有严格要求。 刨削与插削： 表面加工，适用于大尺寸零件。 2.2 特种加工工艺 电火花加工（EDM）： 原理： 利用脉冲放电蚀除金属。 应用： 加工硬质合金、淬火钢等硬度高的材料，以及复杂型腔、细小深孔、模具制造。 分类： 慢走丝（线切割）、快走丝、成形电火花。 工艺控制： 放电参数（脉冲宽度、峰值电流、脉冲间隔）、电极材料、电火花液。 电化学加工（ECM）： 原理： 利用电化学反应溶解金属。 应用： 加工高强度、难加工材料，具有无应力、无刀具磨损、表面光洁度高等优点。适用于叶片、涡轮盘等零件的加工。 工艺控制： 电解液成分、流速、电压、电流密度、工具电极设计。 激光加工： 原理： 利用高能激光束进行切割、焊接、钻孔、表面强化等。 应用： 精密切割、微孔加工、表面改性。 工艺控制： 激光功率、脉冲宽度、焦点位置、保护气体。 超声波加工（USM）： 原理： 利用超声波振动和磨料对工件进行磨削。 应用： 加工脆性材料（陶瓷、玻璃）、硬质合金，以及异形孔、复杂曲面的加工。 工艺控制： 超声波频率、振幅、磨料种类、浓度、工件材料。 2.3 新型加工技术 微细金刚石车削（MCD）： 达到纳米级表面粗糙度和微米级尺寸精度，适用于非铁金属、塑料等材料。 离子束抛光： 利用离子束轰击材料表面，实现高精度表面抛光，适用于光学元件、半导体器件。 增材制造（3D打印）： 尽管其主要特点是“制造”，但在某些复杂结构的精密成型方面也展现出潜力，尤其是在复杂金属零件的快速原型制作和直接制造。 第三章 精密加工工艺的关键要素 3.1 机床设备的选择与配置 刚性与稳定性： 机床本体刚性、导轨精度、传动系统稳定性是保证加工精度的基础。 运动精度： 数控系统的插补精度、直线度和圆度精度。 热稳定性： 机床结构设计、冷却系统、温度补偿技术，减少热变形。 噪声与振动控制： 减少外部干扰对加工精度的影响。 自动化与集成化： 自动换刀装置、在线测量系统、工件夹持系统等。 3.2 刀具设计与优化 材料： 硬质合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石（PCD）等，根据被加工材料选择。 几何参数： 前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖半径等，对切削力、切削温度、表面质量和刀具寿命有重要影响。 涂层技术： TiN、TiAlN、Al2O3等涂层，提高刀具硬度、耐磨性和耐高温性。 刀具磨损与寿命： 磨损机理分析，制定合理的磨损判据和刀具更换周期。 刀具补偿： 数控系统中刀具长度和半径的补偿，确保加工尺寸精度。 3.3 工件夹持与定位 夹持力与刚性： 夹持力要足够大以抵抗切削力，同时夹持装置应具有足够的刚性，避免变形。 定位精度与重复性： 定位基准的选择至关重要，定位装置应保证工件在不同加工步骤或不同装夹时的定位一致性。 变形控制： 避免过大的夹持力导致工件变形，尤其对于薄壁、易变形零件。 常用的夹持方式： 平口钳、卡盘、顶尖、专用夹具（如真空吸盘、气动夹具）。 3.4 切削参数的选择与优化 切削速度（v）： 影响刀具寿命、切削效率和表面质量。 进给量（f）： 影响表面粗糙度、切削力、切削效率。 切削深度（ap）： 影响切削力、热量产生和刀具寿命。 切削液的选择与应用： 冷却、润滑、排屑、清洗作用，对提高加工精度、延长刀具寿命、改善表面质量至关重要。 工艺参数的优化方法： 经验法、实验法（正交实验、响应面法）、仿真优化。 3.5 质量控制与检测 在线检测： 加工过程中实时测量工件尺寸、形状和表面质量，并进行反馈控制。 离线检测： 加工完成后，使用高精度测量设备（如三坐标测量机、影像测量仪、粗糙度仪）进行尺寸、形位公差和表面质量的检测。 表面质量分析： 表面粗糙度、光洁度、表面缺陷（划痕、砂眼）、表面层显微组织、硬度、残余应力。 形位公差控制： 直线度、平面度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、同轴度、对称度等。 工艺过程中的质量控制： 过程参数监控、首件检验、批量检验。 第四章 典型精密零件的加工工艺实例分析 4.1 某高精度轴类零件的加工 零件特点： 尺寸精度高、同轴度要求严、表面光洁度要求高。 加工工艺流程： 粗车 → 精车 → 磨削 → 珩磨/抛光。 关键工序分析： 精车： 选用硬质合金刀具，优化切削参数，保证外圆和端面精度。 磨削： 采用高精度外圆磨床，选择合适的砂轮，控制进给量，达到所需的表面粗糙度。 同轴度控制： 通过精密切割和磨削时的夹持定位方式来保证。 质量控制要点： 磨削后的尺寸检查、表面粗糙度测量、同轴度检查。 4.2 某复杂曲面模具零件的加工 零件特点： 自由曲面、表面光洁度要求极高、材料为硬质合金。 加工工艺流程： CAM编程 → 五轴联动铣削 → 电火花加工 → 精密抛光。 关键工序分析： 五轴联动铣削： 利用CAM软件生成优化的刀具路径，保证曲面的连续性和精度。选用高硬度、高精度刀具。 电火花加工： 对难以铣削的区域或要求极高的细节进行加工，选择合适的电极和放电参数。 精密抛光： 手工或机械抛光，直至达到要求的镜面效果。 质量控制要点： 三坐标测量仪对曲面形状进行扫描检测、表面粗糙度测量。 4.3 某精密齿轮的加工 零件特点： 齿形精度、齿距误差、齿圈跳动要求高，需保证传动平稳性。 加工工艺流程： 热处理前 → 热处理后 → 精加工。 关键工序分析： 齿轮滚齿/插齿： 保证基本的齿形和模数。 热处理： 提高齿轮的硬度和耐磨性。 齿轮磨削： 采用精密齿轮磨床，利用砂轮或成形刀具进行齿面加工，达到高精度要求。 质量控制要点： 齿轮测量仪对齿形误差、齿距误差、齿圈跳动进行测量。 第五章 精密加工中的常见问题及解决对策 5.1 加工精度不足 原因分析： 机床精度不高、刀具磨损、切削参数不当、工件夹持变形、环境温度变化等。 对策： 提高机床维护保养水平、优化刀具选择与更换策略、精细化调整切削参数、设计合理的夹具、采取温度补偿措施。 5.2 表面质量不佳 原因分析： 刀具刃磨不良、切削速度过高或过低、进给量过大、切削液选用不当、振动干扰等。 对策： 严格控制刀具质量、优化切削参数、选用合适的切削液、采取减振措施。 5.3 刀具损耗过快 原因分析： 材料硬度高、切削力大、切削温度过高、冷却不足、刀具几何参数不当。 对策： 选用高硬度、高耐磨性的刀具材料，优化切削参数，加强冷却润滑，改进刀具涂层。 5.4 工件变形 原因分析： 切削力过大、夹持力不均、热处理应力释放不均、材料本身应力。 对策： 采用合理的夹持方式和夹持力、分步加工、退火处理、选择合适的加工顺序。 结论 精密机械零件的加工工艺是一个复杂而精细的系统工程，它涉及对材料、设备、刀具、工艺参数以及质量控制的深刻理解和精确控制。本书从宏观概述到微观要素，再到具体实例分析，力求为读者提供一个全面而系统的知识框架。随着科技的不断进步，精密加工技术必将向着更高精度、更高效率、更环保、更智能化的方向发展。掌握和应用先进的精密加工工艺，是提升制造业核心竞争力的关键。 参考文献 (此处应列出实际参考的书籍、期刊、论文等，此处省略)

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书的时候，我最先被吸引的是它那严谨的逻辑结构和系统性的知识体系。它并没有直接跳到复杂的实操层面，而是非常细致地从最基础的理论讲起，比如PCB的构成、不同层数的原理、以及各种标准术语的定义。我尤其欣赏书中对“设计”和“制作”这两个环节的权衡，它既没有过度强调理论的晦涩难懂，也没有陷入纯粹的“傻瓜式”操作指南，而是将两者完美地结合起来。让我印象深刻的是，书中关于“设计”的部分，不仅仅局限于软件的操作，还深入探讨了电路的电气性能、信号完整性、电磁兼容性等高级概念，并且这些概念的阐述都非常贴近实际工程应用。然后，在“制作”的部分，则详细介绍了各种不同的制作工艺，从传统的钻孔、蚀刻到更先进的SMT贴片和波峰焊，每一种工艺的优缺点、适用场景都分析得头头是道。我感觉自己像是经过了一次完整的“洗礼”，从一个对PCB一无所知的小白，逐渐成长为一个能够理解其设计理念和制作流程的“门外汉”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计真的非常用心。首先，它的纸张质量很好，手感舒适，印刷清晰，即使是复杂的电路图和PCB布局图，也能看得清清楚楚。而且，书中的每一个章节都划分得非常合理，逻辑清晰，让人很容易跟随。我尤其喜欢的是，它在讲解每一个概念的时候，都会配上大量的插图和表格，这极大地降低了理解的难度。我之前接触过一些技术书籍，常常是文字一大堆，却找不到重点，而这本书则很好地解决了这个问题，图文并茂，生动形象。让我印象深刻的是，书中对不同类型的PCB进行分类介绍，并分析了它们各自的特点和应用场景，这让我对PCB这个领域有了更宏观的认识。此外，书中还穿插了不少“经验之谈”和“注意事项”，这些都是作者在多年实践中总结出来的宝贵经验，对于初学者来说，无疑是巨大的财富，能够帮助我们少走弯路。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受就是它的“落地性”。它不是一本只停留在概念上的理论书籍，而是非常贴近实际操作，让读者能够真正地“做起来”。我特别喜欢书中那些详细的步骤拆解，每一步都配有清晰的图示，让我能够一目了然地理解操作过程。比如，在讲解如何使用PCB设计软件时，书中并没有仅仅列出菜单项，而是通过一个实际的案例，从原理图的绘制到PCB的布局布线，再到 Gerber 文件的生成，一步一步地带领我完成。更令人惊喜的是，书中还涉及到了PCB的打样和焊接等后期制作环节，并给出了不少实用的建议，比如如何选择合适的PCB厂家，以及在焊接过程中需要注意的一些细节。这些都是我之前在其他地方很难找到的信息。读完这本书，我感觉自己不仅仅是学习了PCB的设计方法，更像是掌握了一套完整的PCB制作流程，从设计到成品，每一个环节都变得不再神秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，封面上的“印制电路板的设计与制作”几个大字，醒目且有力，立刻就吸引住了我的目光。作为一名电子爱好者，我一直对PCB的制作过程充满好奇，但又觉得无从下手。这本书无疑成为了我的启蒙之光。我尤其欣赏的是它在基础概念的讲解上，没有流于表面，而是深入浅出地剖析了每个关键环节。从元件选型到布线规则，再到过孔的放置和电源地线的处理，书中都给予了详尽的阐述。我特别喜欢书中用大量图例来辅助说明，那些精美的PCB布局图和详细的制作流程图，让我仿佛置身于一个真实的PCB制作车间，一步一步地学习，不再感到枯燥和抽象。而且，书中不仅仅是理论的堆砌，还穿插了不少实用的技巧和注意事项，例如如何避免信号串扰，如何优化散热，以及在不同工艺下如何选择合适的PCB材料等等。这些细节的处理，无疑大大提升了这本书的实用价值，让我觉得这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导我进入PCB设计的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容的深度和广度上都让我感到惊喜。它不仅仅停留在浅层的技巧介绍，而是深入剖析了PCB设计背后的原理和逻辑。我尤其欣赏书中关于“信号完整性”和“电源完整性”的讲解，这部分内容对于理解高性能PCB设计至关重要，而书中却能将其讲得通俗易懂，并且给出了具体的案例分析，让我能够清晰地看到理论如何在实践中得到应用。此外，书中还涉及到了PCB制造过程中常见的各种问题，以及如何避免和解决这些问题，这对于提高PCB的可靠性和良品率有着重要的指导意义。我之前一直认为PCB制作只是一个机械的组装过程，但读完这本书，我才意识到，它其实是一门融合了电子学、材料学、制造工艺学等多学科知识的综合性技术，而这本书恰恰能够带领我全面地理解这一切。