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高效切削
刀具
设计、制备与应用
项目成果/简介:2017年国家科技进步二等奖我国刀具消耗全球第一,但高效刀具长期依赖进口,难以满足加工成本进一步降低和重大装备研制国产化水平进一步提高的要求,实现高效切削刀具国产化的需求已迫在眉睫。针对高效切削刀具国产化过程中面临的挑战,构建了刀具形性协同设计技术体系;突破刀具材料-结构-性能一体化协同制备关键技术,发明形性可控的微纳复合金刚石涂层刀具制备新技术;提出复杂型线高速钢刀具高效精密成形新方法;发明重载高效切削超硬刀具刃口成形新技术。开发出金刚石涂层刀具、复杂型线高速钢刀具和超硬刀具等系列化产品与高效切削应用数据库系统,在高端装备制造业中规模化应用。金刚石涂层技术填补了国内空白,在国内已建立自主知识产权的金刚石涂层刀具生产线,研制出系列化金刚石涂层刀具,通过中国商飞工艺认定;还批量应用于成飞多机型和航天一院型号产品研制,替代进口,保障了重大装备研制技术安全。复杂型线高速钢组合拉刀为国内首台套,国家重点新产品,主要性能指标优于国际同类产品。开发的系列组合拉刀和轮槽铣刀,打破了国外垄断,为我国三大汽轮机厂重点新产品研制提供刀具技术。相关成果还应用于上飞波音737平尾梁缘条生产线、宝钢管螺纹生产线和通用汽车发动机缸盖生产线。研究成果对促进我国刀具行业科技进步作用显著;对企业降本增效作用显著,促进了高端制造业可持续发展。项目获授权发明专利40项,标准80项,软件著作权9项,出版著作4部,SCI/EI收录论文301篇,荣获2017年度国家科技进步二等奖。金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具应用(C919部装现场)汽轮机转子轮槽铣刀燃气轮机转子轮槽拉刀燃气轮机转子轮槽拉刀应用现场汽轮机转子轮槽铣刀应用现场知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目
上海交通大学
2021-04-10
高精密
微细
铣削加工关键技术研发与应用
高精密微小几何特征零件在航空航天、国防、医疗等领域的产值已超过千亿美元。目前,我国主要用传统设备对这些零件进行微细铣削,存在着精度低、耗能高、占地空间大等突出问题。另外,超精密微细铣削设备依赖进口,价格昂贵,且高端超精密微细铣削设备还对我国禁运,严重阻碍了我国高精密微小几何特征零件的精密加工与相关应用行业的发展。通过本项目高精密微细铣削加工关键技术研发与应用,解决了以上突出问题,取得了高精密微细铣削加工关键技术与装备的重大突破,打破了国外技术封锁。创新研究成果如下: 1.发明了系列超精密微细铣削机床,提出了小型超精密微细铣削机床创成式精准设计方法,解决了超精密微细铣削机床的创新研发问题。与国内目前用于微细铣削的主要加工机床相比,精度提高了一个数量级、节约了70%的能源和75%以上的占地空间。 2.发明了系列微细球头铣刀,切削部旋转包络球面直径为50μm~1000μm,前刀面与后刀面均为直纹面,从原理上保证了切削刃轮廓制备误差≤±2μm。提出了微细铣刀的直纹面组合设计方法,研发出了其制造关键技术,解决了超硬微细铣刀的创新研发问题。 3.发明了微细铣削用工件姿态微调整装置,工件上表面调整精度达1.7μm,减少了超精密微细铣削时40%的工件调整时间。提出了微细铣削工件姿态微调整夹具设计方法与技术,解决了工件姿态微调整夹具装置的刚度与阻尼优化匹配的问题。 4.提出了微细铣削的微观关系模型与微细铣削临界工艺参数分析优化方法,解决了塑性材料微细铣削尺度效应所对应临界条件的判定、硬脆性材料塑性切削判定准则不统一的问题,为超精密微细铣削装备研发与应用提供了关键支撑理论与技术。 本项目研究成果通过了山东省教育厅组织的鉴定,鉴定委员会认为,该研究整体技术达到国际先进水平,所研发的微细球头铣刀达到国际领先水平。 取得自主知识产权国家发明专利23项,实用新型专利5项,发表论文67篇,其中被SCI/EI收录47篇。所自主研发的关键技术,市场需求度高,不但能够替代进口产品,而且具有国际市场竞争的优势,社会效益显著。 本项目成果附加值高,已在多家企业推广应用,近3年,新增产值149590.2万元,新增利润21520.6万元,经济效益重大。
山东理工大学
2021-04-22
视觉型
刀具
预调测量仪
成果与项目的背景及主要用途:刀具预调测量仪(简称对刀仪)是数控加工 设备必备的配套仪器,广泛用于各种类型刀具的预调和测量。天津大学精仪学院 在国内首先研制成功第一台基于视觉检测技术的,智能化刀具预调测量仪,结束 了国内传统的投影屏目测瞄准的光学法对刀仪的历史,该刀具预调测量仪曾于 2004 年和 2005 年两次参加国际机床工具展览会,并已成为产品销售。 计算机视觉型刀具预调测量仪使用 CCD 摄像机采集被测刀具图像,通过图 像处理技术实现影像的数字对焦、自动瞄准测量。测量的自动化不仅消除了操作 者的人为误差,而且简化了主机结构,提高了操作的灵活性,实现了数字微米级 的测量精度。 技术原理与工艺流程简介:计算机视觉型刀具预调测量仪使用 CCD 摄像机 采集被测刀具图像,通过图像处理技术实现影像的数字对焦、自动瞄准测量。测 量的自动化不仅消除了操作者的人为误差,而且简化了主机结构,提高了操作的 灵活性,实现了数字微米级的测量精度。 技术水平及专利与获奖情况:智能化刀具预调测量仪,结束了国内传统的投 影屏目测瞄准的光学法对刀仪的历史,技术指标达国际先进水平。 应用前景分析及效益预测:应用于数控加工领域。 12 螺旋铣孔技术 13 微纳加工技术
天津大学
2021-04-11
深孔高速枪镗、枪铰
刀具
Ø 成果简介:在机械加工总工作量中,约三分之一为孔加工,而深孔加工过程由于排屑困难、切削温度高、轴线定向性差是孔加工工艺中的难点。生产实际中深孔加工的效率往往很低,加工精度也难以保证。本项目主要解决在中、大批量生产条件下,深孔加工刀具的设计与制造问题以及相应的切削技术。采用先进的刀具材料、合理的切削几何结构、有效的排屑及冷却润滑方式,可大大提高孔加工刀具的耐用度和加工精度,生产效率增长一倍以上。替代国外同类刀具,刀具寿命提高两倍以上,刀具转速可达3000rpm以上。各种发动机中
北京理工大学
2021-01-12
硬质合金木工
刀具
的焊接技术
主要研究内容 这类产品具有硬度高、耐磨损、使用寿命长,刃口锋利不变形,在使用过程中不需要经常修刀或磨刃,被加工的产品质量精度高等特点,是将取代高速钢刀具同类产品的必然发展趋势。以超长度薄条形硬质合金刀具的焊接为例,是将1000㎜ 长度以内,1㎜ 厚度,10㎜ 宽度的硬质合金刀条,焊接在1000㎜ 长度,4㎜ 厚度,30㎜ 宽度的带状钢质刀板一侧,形成单侧硬质合金刃口的木工刨刀产品。 技术特点及适用范围 该技术采用高频全自动钎焊工艺,涉及到刀体、
哈尔滨工业大学
2021-04-14
一种自由曲面
微细
铣削切削力建模方法
本发明公开了一种自由曲面微细铣削切削力建模方法。包括如 下步骤:(1)获取包括刀具半径 R、刀具螺旋角β、切削刃数 Nf、每齿 进给量 ft、刀具偏心距ρ和刀具初始偏心角αr 在内的加工参数;(2) 将刀具的切削刃沿刀具轴向离散成一系列切削微元,获取参与切削的 切削微元;(3)计算当前切削刃的轴向位置角为φ的切削微元 P(k,φ)的 瞬时切削厚度;(4)计算切削微元 P(k,φ)的切削力;(5)利用步骤(3) 和(4)计
华中科技大学
2021-04-14
降低
微细
碳酸钙中镁含量的工艺技术
一、项目简介我国是碳酸钙资源大国,碳酸钙矿石几乎在全国各地区都有分布。由于原料广、无毒性、白度高,广泛用作橡胶、造纸、涂料、塑料、油墨、医药、食品、日化等行业的填料,可以节约母料,增容增量,降低成本。然而,我国丰富的碳酸钙矿石资源中有相当一部分属于低品位的石灰石矿,其镁、铁、硅等杂质含量较高,采用常规的碳化工艺所得产品的白度、镁含量等指标均达不到国标要求。为了充分利用我国丰富的石灰石资源,需要在传统间歇碳化法的基础上改进工艺,提高产品的白度,同时降低镁含量,以使产品达到优质碳酸钙的要求。对于使用低品位石灰石矿的厂家,结合碳酸钙增白技术,可以生产高品质碳酸钙产品。二、技术路线采用加入添加剂增加二氧化碳传质效率的方法来实现缩短碳化时间同时降低镁含量,结合选择适宜的化学增白方法,提高产品的白度,可以达到以低品位石灰矿制备高品质碳酸钙的目的。三、规模与投资不需增加设备投资,只需改变操作条件,在适当位置加入传质促进剂、增白剂即可,工艺简单。只增加传质促进剂、增白药剂的投资即可。药剂价格便宜、性能稳定且用量小。四、合作方式 技术转让。
河北工业大学
2021-04-13
一种TiSiTaN涂层
刀具
及其制备方法
本发明属于机械切削刀具制造技术领域,特别涉及一种TiSiTaN涂层刀具及其制备方法。该刀具基体材料为硬质合金或高速钢,采用多弧离子镀+中频磁控溅射的方法制备,其结构为多层结构,刀具表面为TiSiTaN涂层,TiSiTaN层与基体之间有TiSiN、TiN和Ti过渡层。该刀具表面的TiSiTaN涂层有着非常高的硬度和强度,Ta元素可以改善涂层的韧性,同时可以显著提高涂层的抗氧化性能和热稳定性能。切削过程中TiSiTaN涂层能够有效地提高刀具抗氧化和抗磨损能力,从而提高刀具寿命。该涂层刀具可广泛应用于干切削和难加工材料的切削加工。
东南大学
2021-04-11
深孔高速枪镗、枪铰
刀具
(产品)
成果简介:在机械加工总工作量中,约三分之一为孔加工,而深孔加工过程由于排屑困难、切削温度高、轴线定向性差是孔加工工艺中的难点。生产实际中深孔加工的效率往往很低,加工精度也难以保证。本项目主要解决在中、大批量生产条件下,深孔加工刀具的设计与制造问题以及相应的切削技术。采用先进的刀具材料、合理的切削几何结构、有效的排屑及冷却润滑方式,可大大提高孔加工刀具的耐用度和加工精度,生产效率增长一倍以上。替代国外同类刀具,刀具寿命提高两倍以上,刀具转速可达3000rpm以上。各种发动机中的各种材料的气门导管孔、
北京理工大学
2021-04-14
一种微织构封装测温
刀具
一种微织构封装测温刀具,属于机械加工和微传感器领域,解 决现有测温刀具传感器易发生磨损、脱落失效、降低刀具切削性能的 问题。本发明包括硬质合金刀片和接线压头,硬质合金刀片前刀面刀 尖区域分布有相互平行的 5~8 条微型沟槽,各微型沟槽内沉积有底层 绝缘薄膜和传感器薄膜,并由上层绝缘薄膜封闭;各微型沟槽两端分 别连接正极引脚和负极引脚,接线压头上正极、负极引线的数量、位 置分别与正极、负极引脚对应。本发明结构简单、制作封装工艺易控 制、具有较高的精度和较快的测温响应,对测温薄膜传感器进行有效 保护的同
华中科技大学
2021-04-14
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