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钛合金复杂梁框类构件五轴加工机床与工艺
北京工业大学
2021-04-14
复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2023-05-10
复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2022-05-30
飞机复杂结构件数控加工动态特征技术及应用
项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
飞机复杂结构件的数控加工能力是衡量一个国家航空制造水平的重要标志。新一代飞机结构件更复杂、精度要求更高、制造周期要求更短，对五轴联动数控加工技术提出了更高的要求。项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。成果在多家航空航天企业推广应用，完成了多个军机和C919、ARJ21 等民机型号多件复杂结构件的研制生产，被工信部、发改委和国防科工局作为航空领域国产高档数控机床应用示范工程三大关键共性技术之一，向全国军工制造行业推广。
三、创新点
1.揭示了加工过程中间状态几何参数、工艺参数、监测检测量等动态信息的动态迭代规律和传递规律，突破了基于加工动态特征的加工全过程工艺知识建模技术，实现了复杂结构件工艺知识积累由以零件为载体到以加工动态特征为载体的模式转变。
2.提出了基于特征识别的加工特征自动排序、加工驱动几何自动创建、工艺参数自动迭代方法，构建了加工特征切削参数优化模型，实现了复杂结构件的快速编程和高效加工。
3.提出加工过程中自适应释放和消除工件变形的加工模式，研制出能监测工件变形的浮动装夹工艺装备，突破了基于加工动态特征的装夹/加工/监测/检测自适应协同控制技术，实现了加工变形精确控制。
四、主要技术指标
1.特征自动识别率大于95%；
2.刀轨自动生成率大于95%；
3.数控编程效率提高3倍以上；
4.加工效率提高30%以上；
5.大型复杂结构件加工变形控制在0.05mm/m以内。
五、知识产权及获奖
加工动态特征驱动的智能数控编程与加工技术，研究成果2016年获“国家技术发明二等奖”、2015年获“中国机械工业科学技术一等奖”。目前已拥有授权国家发明专利60余项。
六、成果图片
图1 成果总体技术
图2 加工过程零件面型检测
南京航空航天大学
2022-08-12
化工机械零部件脆性突然破坏的失效分析
项目简介 化工设备及化工设备是在高温、高压及腐蚀环境下工作的机械设备，其零部件的安全可靠工作是整个生产装置的安全运行的基本保障。化工机械零部件的脆性破坏，对化工装置的安全生产危害性极大。它无先兆、容易引起重大事故。我们采用数值分析方法，对化工设备常用零部件的受力情况进行分析计算，运用金相分析及扫描电镜等手段对零部件断口的组织特征及微观形貌进行分析；采用化学分析方法及微区能谱分析方法对断口物质成分进行分析；采用断裂力学分析方法根据断口的形成过程对零部件的破坏进行断裂力学参量分析。应用情况 运用以上方法及手段，对武汉石油化工厂聚丙烯装置活化剂管道连接螺栓的突然破坏、原油加热装置热电偶管的突然破坏及催化装置浮头式换热器小浮头连接螺栓的突然破坏进行了失效分析，找出了导致零部件发生脆性突然破坏的原因，为采取有效措施防止此类破坏提供了参考依据，为整套装置的安全运行起到了一定的保障作用。
武汉工程大学
2021-04-11
机器及零部件的动态性能仿真及优化技术
传统的机器或机械零件的产品开发模式是必须开发出实物样机或样品，并对其进行静强度或动态性能测试，然后再进行设计修改，这样要重复好几次上述过程，才能设计制造出合格的产品。这需要花费大量的时间与金钱成本，已经跟不上日益变化的市场的需要。本成果采用了先进的虚拟仿真技术，对计算机中的机器的3维几何模型，可容易地进行编辑、修改，并检验其制造的可能性，生产成本，能否容易装配。另外，可以对其3维几何模型附于物理属性，能模拟其工作状态，可进行运动学、动力学、热力学、强度、振动分析仿真，也就是说，在设计阶段(不需要制造出实物)，就可以把握住机器或机械零件的静态与动态性能，最终可以设计制造出低成本、高性能的机器。 该成果适用于任何大中小型机器及其零部件。 本成果已经应用到国内外多家著名公司，如摩托车的动态力学性能的仿真分析,计算机硬盘系统的静态与动态性能的仿真分析,配气机构的动力学优化与分析,大型曲轴车床整机动静态性能分析与优化,渐开线齿轮的精密接触分析与优化。
上海理工大学
2021-04-11
可回收机械零部件技术评价理论和技术
报废机械零件的剩余强度和剩余寿命评价和预测。
上海理工大学
2021-01-12
南昌江铃华翔汽车零部件有限公司
江铃汽车集团有限公司（以下简称：江铃集团）创立于1947年，是我国汽车整车出口基地和轻型柴油商用车最大的出口商之一。列2021中国500强第230位，中国制造业500强第102位，中国战略性新兴产业领军企业第62位。2020年，江铃集团整车销量38.1万辆，同比上升11.7%，实现营业收入953.36亿元，同比上升7%。
江铃集团以“智造好车、乐行天下”为企业愿景，以“产业报国”为企业使命，以“技术领先、经营卓越、优质服务、回报社会”为企业经营理念，以“诚信、敬业、创新、合作”为企业核心价值观，拥有37家一级子公司，业务涵盖整车和零部件的设计和制造，同时涉足汽车进出口、汽车金融、汽车回收拆解、汽车发动机再制造、物流、房地产等领域。整车产品涵盖商用车、乘用车、专用车及新能源汽车，拥有JMC系列、驭胜系列、福特系列、陆风系列、易至系列、五十铃系列、晶马系列等品牌产品，同时具备新能源汽车三电系统、汽车发动机、变速箱、车身、车架、前桥、后桥等关键零部件自主研发制造能力，形成了融数字化平台、发动机设计、整车设计、造型设计、试验开发五位一体的核心能力，建有国家级企业技术中心和博士后科研工作站。
南昌江铃华翔汽车零部件有限公司
2021-10-29
挠曲面太阳能聚光系统
东南大学
2025-02-08
高档数控机床与基础制造装备—精密立、卧式加工中心
、
北京工业大学
2021-04-14