|
搜索
搜 索
高等教育領域數字化綜合服務平臺
高精密微細銑削加工關鍵技術研發與應用
高精密微小幾何特征零件在航空航天、國防、醫療等領域的產值已超過千億美元。目前，我國主要用傳統設備對這些零件進行微細銑削，存在著精度低、耗能高、占地空間大等突出問題。另外，超精密微細銑削設備依賴進口，價格昂貴，且高端超精密微細銑削設備還對我國禁運，嚴重阻礙了我國高精密微小幾何特征零件的精密加工與相關應用行業的發展。通過本項目高精密微細銑削加工關鍵技術研發與應用，解決了以上突出問題，取得了高精密微細銑削加工關鍵技術與裝備的重大突破，打破了國外技術封鎖。創新研究成果如下：
1.發明了系列超精密微細銑削機床，提出了小型超精密微細銑削機床創成式精準設計方法，解決了超精密微細銑削機床的創新研發問題。與國內目前用于微細銑削的主要加工機床相比，精度提高了一個數量級、節約了70%的能源和75%以上的占地空間。
2.發明了系列微細球頭銑刀，切削部旋轉包絡球面直徑為50μm～1000μm，前刀面與后刀面均為直紋面，從原理上保證了切削刃輪廓制備誤差≤±2μm。提出了微細銑刀的直紋面組合設計方法，研發出了其制造關鍵技術，解決了超硬微細銑刀的創新研發問題。
3.發明了微細銑削用工件姿態微調整裝置，工件上表面調整精度達1.7μm，減少了超精密微細銑削時40%的工件調整時間。提出了微細銑削工件姿態微調整夾具設計方法與技術，解決了工件姿態微調整夾具裝置的剛度與阻尼優化匹配的問題。
4.提出了微細銑削的微觀關系模型與微細銑削臨界工藝參數分析優化方法，解決了塑性材料微細銑削尺度效應所對應臨界條件的判定、硬脆性材料塑性切削判定準則不統一的問題，為超精密微細銑削裝備研發與應用提供了關鍵支撐理論與技術。
本項目研究成果通過了山東省教育廳組織的鑒定，鑒定委員會認為，該研究整體技術達到國際先進水平，所研發的微細球頭銑刀達到國際領先水平。
取得自主知識產權國家發明專利23項，實用新型專利5項，發表論文67篇，其中被SCI/EI收錄47篇。所自主研發的關鍵技術，市場需求度高，不但能夠替代進口產品，而且具有國際市場競爭的優勢，社會效益顯著。
本項目成果附加值高，已在多家企業推廣應用，近3年，新增產值149590.2萬元，新增利潤21520.6萬元，經濟效益重大。
山東理工大學
2021-04-22
高轉速精密微小型數控車銑復合加工中心
? 成果簡介：具有車、銑、車銑、鉆、鏜、絞、螺紋等多種加工功能，適合加工各種材料如鋼件、鋁及銅質零部件和各種復雜三維結構件。帶有自主開發的國際市場上最高轉速、最小刀具適配器的自動換刀電主軸，可配備32把刀具的國際上最小的刀庫；可實現精密微小型復雜結構件一次裝夾完成全部或大部分工序的完整性加工。機床行程：X向320mm；Y向60mm；Z向270mm；車削主軸轉速：0-8000rpm，銑削主軸轉速：0-60000rpm，加工精度IT6級；車銑最低粗糙度Ra為0.3mm；重復定位精度
北京理工大學
2021-01-12
精密內孔加工的新型超硬砂輪磨削技術
? 成果簡介：精密內孔加工特別是硬淬材料和高粘性材料的內孔加工，砂輪的損耗十分嚴重，而內孔加工精度和表面質量對砂輪幾何形貌及磨削性能的變化十分敏感，因此，需要采用高耐磨的具有良好保持性的超硬砂輪及其磨削技術，本項目可針對不同材料的內孔磨削要求，提供高效的砂輪設計與制造及其應用技術。該技術主要應用于強化鑄鐵、軸承鋼、不銹鋼、陶瓷等材料的精密內孔加工。比普通砂輪提高耐用度10倍以上，磨削粗糙度Ra≤0.4。? 項目來源：自行開發?&
北京理工大學
2021-01-12
精密內孔加工的新型超硬砂輪磨削技術
精密內孔加工特別是硬淬材料和高粘性材料的內孔加工，砂輪的損耗十分嚴重，而內孔加工精度和表面質量對砂輪幾何形貌及磨削性能的變化十分敏感，因此，需要采用高耐磨的具有良好保持性的超硬砂輪及其磨削技術，本項目可針對不同材料的內孔磨削要求，提供高效的砂輪設計與制造及其應用技術。該技術主要應用于強化鑄鐵、軸承鋼、不銹鋼、陶瓷等材料的精密內孔加工。比普通砂輪提高耐用度10倍以上，磨削粗糙度Ra≤0.4。
北京理工大學
2021-04-13
多軸超精密車削/磨削加工技術與裝備
多軸超精密車削/磨削加工裝備的研發是實現上述零件的高效率、確定性超精密加工的基本途徑。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
超精密加工技術作為現代高科技發展而興起的新技術，它所能達到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范圍和幾何形狀已經成為一個國家制造技術水平的重要標志之一。例如，光學透鏡、模芯、反射鏡和精密機械件等典型零件的超精密加工面型精度 PV 值小于0.2μm，表面粗糙度小于5nm。多軸超精密車削/磨削加工裝備的研發是實現上述零件的高效率、確定性超精密加工的基本途徑。
華中科技大學
2022-07-26
數控加工設備智能監控技術
智能加工技術可以提高傳統機械加工設備的適用壽命、加工效率和產品質量。為此，本項目為了保 證機械加工零件的加工精度和零件機械性能，利用壓電驅動技術和柔性鉸鏈技術設計三自由度的智能柔 度可控精密工作臺，通過主動在線監測切削 / 磨削力調整工作臺三個自由度方向的柔度，補償加工工藝系統因彈性變形導致的加工誤差；利用多傳感器信息融合對加工過程進行智能監控，快速判別加工異常 狀態，保證加工過程平穩運行和提高機床使用壽命；利用阻尼減振技術提高切削加工系統抗振性能，降 低動態切削力以保證零件加工表面質量；建立數字化加工車間質量及加工設備運行狀態網絡智能監控系 統，實現設備狀態和產品質量信息的有效融合，保證設備使用率和產品質量。
北京工業大學
2021-04-13
數控加工設備智能監控系統
北京工業大學
2021-04-14
復雜修形齒輪精密數控加工關鍵技術與裝備
復雜修形齒輪是克服高速重載工況下力熱耦合形變影響的高端齒輪，直接決定裝備傳動 系統的振動、噪聲、壽命等服役性能及其核心競爭力，廣泛應用于航母、潛艇、汽車等。針 對復雜修形齒面精密制造面臨全齒面修形加工存在原理誤差、傳統試錯修調法提升加工精度 困難、齒面淬硬層均勻性及級理難以調控等問題，在國家科技重大專項、863計劃等支持下， 開展復雜修形齒輪精密數控加工關鍵技術與裝備研究，成果獲2018年國家科技進步二等獎。 主要取得突破和創新如下： (1) 提出復雜修形齒輪加工的點矢量族包絡計算新理論，不用建立和求解嚙合方程， 以數字法替代解析法，突破嚙合原理解析法無法求解奇異點、計算復雜的瓶頸；發明齒面扭 曲消減方法，解決刀具廓形精確設計及原理誤差消減難題，齒面扭曲減少70%以上，達國 際領先。 (2) 發明復雜修形齒輪加工工藝系統誤差調控技術，開辟齒輪修形精度提升新途徑。 提出制齒機床熱態精度提升技術，發明熱致誤差補償方法，保證機床精度穩定；提出基于等 效虛擬軸的齒面誤差補償方法，解決修形精度提升難題，提高傳動精度1-2級。獲中國專利 優秀獎。 (3) 研制大規格精密數控滾齒機、精密多功能數控磨齒機、高速干切滾齒機等具有齒 面扭曲消減及加工誤差補償的高端制齒機床，填補國內空白；開發集齒輪修形設計、工藝規 劃于一體的制齒軟件，打破了國外高端機床壟斷。滾齒精度達5-6級，磨齒達3級，干切滾 齒提高效率2-3倍，與同類國際先進水平相當，打破高端制齒機床壟斷，迫使國外同類機床 降價30%以上，并出口英、法、日等。 (4) 發明復雜修形齒輪滾磨一體化工藝技術，確保修形精度及表面一致性。研制復雜 修形齒輪刀具，實現齒輪刀具的數字化設計制造；研發滾磨余量協同分配、齒面柔性修形、 磨削級理優化等工藝，實現磨后齒面淬硬層均勾分布、齒面紋理可控、修形工藝快速固化， 提高齒面疲勞壽命。滿足了軍方供貨要求，支撐我國主要艦艇齒輪加工；為汽車變速箱的批 量國產化提供了保障。
重慶大學
2021-04-11
精密內孔加工的新型超硬砂輪磨削技術（技術）
成果簡介：精密內孔加工特別是硬淬材料和高粘性材料的內孔加工，砂輪的損耗十分嚴重，而內孔加工精度和表面質量對砂輪幾何形貌及磨削性能的變化十分敏感，因此，需要采用高耐磨的具有良好保持性的超硬砂輪及其磨削技術，本項目可針對不同材料的內孔磨削要求，提供高效的砂輪設計與制造及其應用技術。該技術主要應用于強化鑄鐵、軸承鋼、不銹鋼、陶瓷等材料的精密內孔加工。比普通砂輪提高耐用度10倍以上，磨削粗糙度Ra≤0.4。 項目來源：自行開發 技術領域：先進制造 應用范圍：有一定的
北京理工大學
2021-04-14
高轉速精密微小型數控車銑復合加工中心（產品）
成果簡介：具有車、銑、車銑、鉆、鏜、絞、螺紋等多種加工功能，適合加工各種材料如鋼件、鋁及銅質零部件和各種復雜三維結構件。帶有自主開發的國際市場上最高轉速、最小刀具適配器的自動換刀電主軸，可配備32把刀具的國際上最小的刀庫；可實現精密微小型復雜結構件一次裝夾完成全部或大部分工序的完整性加工。機床行程：X向320mm；Y向60mm；Z向270mm；車削主軸轉速：0-8000rpm，銑削主軸轉速：0-60000rpm，加工精度IT6級；車銑最低粗糙度Ra為0.3?m；重復定位精度：X，Y，Z軸±2m，B
北京理工大學
2021-04-14