“工業(yè)4.0”的核心是構(gòu)建信息物理系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物與物、機器與機器、機器與人的數(shù)據(jù)信息交流、交互，建立智能工廠，實現(xiàn)智能生產(chǎn)，這也是業(yè)界稱之為以智能制造為主導(dǎo)的未來工業(yè)的第四次革命。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是新工業(yè)革命的核心技術(shù)，是信息化和工業(yè)化融合的主要方面，是對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級的主要技術(shù)手段，也是中國制造業(yè)走向世界強國的主線。因此，要不斷強化制造業(yè)的基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)制造工藝和技術(shù)基礎(chǔ)。切削加工作為基礎(chǔ)制造工藝承擔(dān)著90%以上基礎(chǔ)零部件的加工制造任務(wù)，切削加工的發(fā)展方向是高速、高效、高精度、高可靠性（“四高”）。我國裝備制造領(lǐng)域有大量數(shù)控加工機床，但大部分機床能效沒有充分發(fā)揮，缺少配套的高速切削工藝和高性能刀具是主要原因。實現(xiàn)“四高”加工是一項系統(tǒng)工程，該系統(tǒng)由以工藝為中心的各個環(huán)節(jié)構(gòu)成，包括機床、刀具、夾具、工件、過程監(jiān)控、測量與質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)，在各個環(huán)節(jié)間需要有實時有效的切削基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為信息流傳遞，優(yōu)化、有效信息的及時傳遞依賴數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，進而使得切削過程體現(xiàn)出智能化。因此智能切削工藝與刀具是實現(xiàn) “四高”加工技術(shù)的基礎(chǔ)保障。
在航空、航天、汽車、能源裝備等高端制造領(lǐng)域大量應(yīng)用高溫合金、鈦合金、高強度鋼、復(fù)合材料等難加工材料，并大量采用整體薄壁結(jié)構(gòu)和復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)，以滿足零件極端服役性能的要求。但是，難加工材料在高速切削過程中切削力大、切削溫度高、刀具磨損嚴重，大型薄壁結(jié)構(gòu)和復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)零件在制造中的加工變形和切削振動現(xiàn)象嚴重，加工精度和表面完整性難以保證，嚴重阻礙了切削加工向高速、高效、高精度和高可靠性方向發(fā)展。雖然已有相關(guān)高速切削工藝和高性能刀具技術(shù)研究論文報道和著作出版，但仍然難以滿足以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為核心技術(shù)的智能制造對切削工藝和刀具的體系化知識需求。
本書依托上海交通大學(xué)切削磨削與刀具研究基地近年來在智能切削工藝和刀具方面所取得的理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究成果，從系統(tǒng)的角度，以典型零件切削加工問題為導(dǎo)向，從工件材料力學(xué)性能表征、工件材料和結(jié)構(gòu)的可加工性、切削過程物理建模、切削仿真與試驗驗證、切削加工參數(shù)優(yōu)化、刀具設(shè)計與優(yōu)化、刀具走刀路徑優(yōu)化、刀具壽命預(yù)測與管理、夾具設(shè)計與優(yōu)化、冷卻潤滑液應(yīng)用與優(yōu)化、切削加工精度檢測與分析、切削加工缺陷檢測與分析等方面，以航天火箭壁板零件、鋁蜂窩結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機整體葉輪、核電汽輪機缸體中分面、汽輪機葉片和重型燃機渦輪盤榫槽為加工對象，比較系統(tǒng)地闡述了實現(xiàn)具有“四高”特征的智能制造過程對切削工藝和刀具的特殊需求。
本書給出了大量基礎(chǔ)性工藝數(shù)據(jù)和刀具技術(shù)規(guī)范，為傳統(tǒng)機械制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)智能制造，提供智能切削工藝與刀具技術(shù)。
本書可為航空、航天、汽車、能源裝備等高端制造領(lǐng)域從事難加工材料和難加工結(jié)構(gòu)零件設(shè)計、產(chǎn)品研制、智能制造、工藝和刀具研發(fā)等的科技工作者提供指導(dǎo)與借鑒，供機械制造及其自動化專業(yè)的高年級本科生和研究生學(xué)習(xí)參考。
本書由陳明、安慶龍、王呈棟撰寫。上海交通大學(xué)切削磨削與刀具研究基地明偉偉博士、博士研究生劉志強和邱坤賢、碩士研究生文亮和賀旭東參與了本書的部分科研工作。
本書內(nèi)容得到了國家自然科學(xué)基金項目（51805344、51105253、51475298、51675204、51705319、51875355、51875356）、國家科技重大專項課題（2009ZX04014041、2012ZX04003051、2012ZX04003031、2015ZX04002102、2016ZX04002005、2017ZX04005001、2017ZX04016001）、國家863計劃項目（2009AA044304、2013AA040104）、閔行區(qū)產(chǎn)學(xué)研合作項目和其他項目（17PJ1403800、SAST2017��060、COMAC�睸FGS��2016��33277、USCAST2015��15、USCAST2016��14、15DZ0504500、Z1127949、MSVZD201801、17DZ1101200）的資助支持，在此表示衷心的感謝。
由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請廣大讀者和專家批評指正。