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机械零部件的失效分析及预防
成果描述：机械零部件在使用过程中的失效将对设备、生产等造成重大影响，对已失效的零部件进行分析以及提出改进和预防失效的措施具有重要意义。常见的失效形成有断裂、磨损、腐蚀等现象，本课题组在长期从事金属材料微观组织设计、强度与断裂工作的基础上，与相关企业合作进行了大量的机械零部件的失效分析工作，如车辆桥箱齿轮的早期失效、耐磨构件斗齿、衬板等的失效分析和改进、高强度冷拉钢丝的断裂分析等。 四川大学具备金相组织分析、力学性能测试、X射线衍射仪、电子显微镜及能谱分析、磨损试验机等设备，可进行失效构件的微观组织、断口特征、相结构分析、材料性能评定等工作，对机械零部件的失效原因进行分析，并提出改进措施。市场前景分析：四川大学具备金相组织分析、力学性能测试、X射线衍射仪、电子显微镜及能谱分析、磨损试验机等设备，可进行失效构件的微观组织、断口特征、相结构分析、材料性能评定等工作，对机械零部件的失效原因进行分析，并提出改进措施。与同类成果相比的优势分析：国内领先。
四川大学
2021-04-11
新型传动零部件与总成产品研制
基于面齿轮传动技术的某型号直升机传动系统及总成产品，掌握了关键部件面齿轮的理论分析、结构设计、生产加工等方面技术，成功研制了面齿轮加工专用刀具和专用数控机床，解决了面齿轮传动工程化应用的空白，具有国内领先水平。与合作单位开发的面齿轮产品己成功应用于某机型传动中，解决了面齿轮传动工程化应用的空白。 该成果主要针对轻型商用无人直升机传动巿场。未来几年，国内的直升机巿场将呈现持续明显上升趋势，根据中国民航部门预测，未来10年，我国的通用航空业年复合增长率将会达到20%以上，到2020年我国需要各类通用航空飞机约1万架至1.2万架，新建通用航空机场1000个，形成1500亿元以上的巿场容量。按占有直升机巿场的1%计算，项目总产值将超过15亿元，因此具有广阔的发展空间和应用前景。 新型面齿轮直升机传动产品较传统直升机传动结构体积减小10%、噪音降低6分贝、承载能力提高20%、TBO提高56%。 目前己获得包括面齿轮专用加工刀具及专用设备等相关发明专利8项，软件著作权3项。
北京航空航天大学
2021-04-13
铁磁性关键零部件质量检测技术
电磁检测是以电磁理论为基础的铁磁性材料检测方式，根据检测信号源可以分为交流法和直流法。直流激励方法虽然激励方式简单，但是得到的检测信号简单，仅仅包含信号的幅度信息，在检测完成后可能还需要进行退磁处理。并且该检测方法易于受干扰且检测精度较低。交流激励方式，可以获得检测信号的幅度和相位信息，能够很好地研究和分析待检测工件的各项参数，比如：表面硬度、表面裂纹、工件形变状态等。因此，本项目通过交流激励方式，分析检测信号的幅值和相位信息，研究检测数据与热处理后钢铁零部件的表面硬度关系，还可分析工件表面裂纹的情况。
东南大学
2021-04-13
面向大型复杂曲面的移动机器人智能磨抛技术
成果简介
成果包括：自主导航与控制技术、在线轨迹规划技术、打磨力柔性控制技术及打磨缺陷在线自动检测技术。实现了AGV全自动导航控制及在线规划机器人打磨轨迹，采用力控算法和姿态适应算法保证打磨力可控及曲面适应性。
成果开发了智能磨抛系统，集成了移动机器人运控与SLAM技术、多传感器融合的大型复杂曲面识别与磨抛路径规划技术、机械臂与打磨头融合的打磨力控技术及磨抛质量自动视觉检测技术。可实现复杂曲面零件的遥控操作及自动磨抛，改善人工打磨的工艺环境，保证打磨质量。
成果展示
中南大学
2023-07-14
高性能超快激光精密微加工装备
几年，随着消费电子（手机、智能手表等）、生物医疗需求的快速发展，尤其是代表下一代柔性移动显示屏OLED的巨大应用市场驱动下，超快激光精密微加工产业在世界范围内迅速增长。与传统的纳秒长脉冲相比，脉宽小于15皮秒的超快激光器用于材料加工时，由于脉冲的持续时间短于材料的热弛豫时间，在加工过程中避免热效应，基本不带来附加损伤和毛刺，适合于微米乃至纳米精度的超精细冷加工。超快激光的瞬间功率极大，几乎可以和任何材料相互作用，因此适用于超快激光加工的材料范围几乎不受限制，尤其有优势的加工对象包括玻璃、蓝宝石、陶瓷、太阳能薄膜、半导体晶圆、特种合金、精密医疗器件等。
南京大学
2021-04-10
Gleason制准双曲面齿轮的设计和加工软件包
该软件包是以王小椿教授提出的齿面三阶啮合理论为基础开发的融齿轮设计、加工、测量、误差修正等为一体的集成软件系统。它是设计加工Gleason制弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的通用软件包。本软件包是服务于齿轮设计机加工全过程的全闭环计算机辅助设计制造软件系统。系统能自动生成国产、进口以及全CNC Free-form型等数十种机床的调整卡，是一个面向用户的软件系统。目前，系统已全面升级，升级版中基于Free-form型机床开发的一系列关键技术，充分发挥了这种新型机床的加工潜能，使齿轮的加工和啮合质量得到显著提高。 本软件功能相当完备，主要为： 设计部分 齿坯设计 承载校核 干涉检验 大轮加工 大轮粗加工调整卡 大轮精加工调整卡 小轮粗加工 小轮粗加工优化 小轮粗加工根深检验 小轮粗加工调整卡 小轮精加工 小轮精加工优化 小轮精加工根深检验 小轮精加工根切检验 小轮精加工调整卡 TCA分析 齿面接触区预控修正 全齿面干涉检验 修正部分 滚检修正 接触区位置修正 小轮修正调整卡 三坐标测量修正 生成测量网格 误差比较 含误差的TCA分析 仅修正小轮 小轮修正调整卡 同时修正大小轮 大小轮修正调整卡
北京交通大学
2021-04-13
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
高转速精密微小型数控车铣复合加工中心
Ø 成果简介：具有车、铣、车铣、钻、镗、绞、螺纹等多种加工功能，适合加工各种材料如钢件、铝及铜质零部件和各种复杂三维结构件。带有自主开发的国际市场上最高转速、最小刀具适配器的自动换刀电主轴，可配备32把刀具的国际上最小的刀库；可实现精密微小型复杂结构件一次装夹完成全部或大部分工序的完整性加工。机床行程：X向320mm；Y向60mm；Z向270mm；车削主轴转速：0-8000rpm，铣削主轴转速：0-60000rpm，加工精度IT6级；车铣最低粗糙度Ra为0.3mm；重复定位精度
北京理工大学
2021-01-12
精密内孔加工的新型超硬砂轮磨削技术
Ø 成果简介：精密内孔加工特别是硬淬材料和高粘性材料的内孔加工，砂轮的损耗十分严重，而内孔加工精度和表面质量对砂轮几何形貌及磨削性能的变化十分敏感，因此，需要采用高耐磨的具有良好保持性的超硬砂轮及其磨削技术，本项目可针对不同材料的内孔磨削要求，提供高效的砂轮设计与制造及其应用技术。该技术主要应用于强化铸铁、轴承钢、不锈钢、陶瓷等材料的精密内孔加工。比普通砂轮提高耐用度10倍以上，磨削粗糙度Ra≤0.4。Ø 项目来源：自行开发Ø&
北京理工大学
2021-01-12
精密内孔加工的新型超硬砂轮磨削技术
精密内孔加工特别是硬淬材料和高粘性材料的内孔加工，砂轮的损耗十分严重，而内孔加工精度和表面质量对砂轮几何形貌及磨削性能的变化十分敏感，因此，需要采用高耐磨的具有良好保持性的超硬砂轮及其磨削技术，本项目可针对不同材料的内孔磨削要求，提供高效的砂轮设计与制造及其应用技术。该技术主要应用于强化铸铁、轴承钢、不锈钢、陶瓷等材料的精密内孔加工。比普通砂轮提高耐用度10倍以上，磨削粗糙度Ra≤0.4。
北京理工大学
2021-04-13