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

高速微小孔振动切削数控钻床

高速微小孔振动切削数控钻床是建立在切削理论和振动理论基础上的一种新颖的钻削加工机床，与普通钻床的根本区别是在钻孔的过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。在一个切削循环过程中，刀具与工件时切时离，因此刀具在很小的位置上可得到很大的速度和加速度，在局部产生很高的能量而对工件材料产生冲击，这有助于金属由塑性趋向于脆性状态，减小被切削材料的塑性变形，降低刀具所受切削热的影响，从而大大降低了切削力，并达到减小孔的入出口毛刺、减小孔径扩张量和圆度误差以及提高刀具寿命等优良效果。在难加工材料钻孔加工上具有明显的优势。图1所示为研制出的高速微小孔振动切削数控钻床本体的示意图。其数控系统采用NC嵌入PC技术开发，插入PC机即可使用。利用该机床，以转速12000rpm、进给量1μm/r在45#钢板上进行Æ1mm钻孔实验，图2是普通钻削与振动钻削的孔加工质量对比，图3显示了振动钻削减小切削力的情况。

北京科技大学 2021-04-13

难加工材料的切削工艺优化

解决奥氏体不锈钢、高强度钢和超高强度钢、钛合金及镍基合金的切削加工难题，优化加工工艺方案，包括刀具的结构与参数优选，切削参数的选择与优化，工艺路线的确定，冷却润滑方案的制定等，提高加工效率与经济效益。主要内容包括：（1）刀具的选型及结构优化 根据被加工材料的物理力学特性，选择合理的刀具材料及结构，进行下列工作：①不同涂层材料切削仿真对比；②不同刀具角度的切削仿真对比；③不同刃型的切削仿真对比，主要考察直线刃、圆弧刃、倒棱、修光刃等单一刃型及复合刃型对切削结果的影响规律。

河海大学 2021-04-14

锅炉排烟干化污泥系统装置

项目概况 污水厂污泥的处理已经成为一个难题，和处理垃圾一样，大部分被填埋。由于城市污水的处理量越来越大（江阴市每天产生的污泥量达到900吨），不仅处理困难，而且污染环境。现阶段，很多污水厂的处理被送到发电厂进行焚烧，在一定程度上解决了污泥处理问题。但是由于污泥的含水量达到80%左右，因此，加入锅炉的污泥量仅仅为20%，从而大大限制了污泥的处理量。实验证明，如果将污泥的含水量降低到30%，送入锅炉的污泥量可以增加到50%。结果是：不仅增加了污泥处理量，而且解决燃煤减少排放，保护环境。 锅炉排放的尾部烟气的温度达到120以上，有些热电厂锅炉的排烟温度达到140℃。这些烟气直接排放到大气，造成大量热损失。为了降低污泥的含水量，设计了一套用锅炉排烟干化污泥的系统装置，利用这部分排烟热量来加热污泥。 该系统装置能够使用锅炉尾部烟气余热加热在锅炉中燃烧的污泥。经过该系统装置加热后污泥的含水量小于30%，从而使加入锅炉炉膛燃烧的污泥的含量增加，不仅节约能源、减少污染排放，而且不需要加热炉。 本系统装置在国内还未有使用先例，各环保电站正积极寻求解决方案。主要特点 该装置系统结合自动控制过程，克服使用蒸汽加热污泥的缺点，使用烟气余热加热污泥。更为重要的是，不采用加热炉床，采用污泥滚动加热法。不仅节约设备投资，而且节约处理空间。充分利用烟气循环的特点，使用烟气余热，对污泥加热。在污泥加热过程中为了防止产生大量的臭气，采用烟气再循环，将加热烟气重新送回锅炉燃烧，去除烟气中的臭气（有机物）。 技术指标1. 使用锅炉烟气余热加热污泥；2. 降低污泥含水量从80%降低到30%左右；3. 去除加热后烟气的臭味，保护环境；4. 不采用加热炉床，采用污泥滚动加热法；5. 可以实现自动控制过程。市场前景     各燃烧污泥发电厂为了增加污泥的燃烧量，都在积极寻求污泥加热方法和装置。而目前的主要加热系统采用蒸汽加热法，不仅耗能，而且装置复杂，占地大。而本装置采用烟气余热加热，不仅节能环保，而且投资少，占地面积小等特点。目前国内没有使用烟气加热的装置，具有很大的投资价值。

南京工程学院 2021-04-11

干化葡萄酒酿造技术

一、成果简介 项目组采用延怀产区的赤霞珠、美乐和蛇龙珠葡萄为原料，在10月底延迟采收，手工挑选果粒健康饱满、 果粒间距相对较大的葡萄，整串采收，整串晾晒，使其糖度提升到300g/L（不同葡萄品种的失水量不同）。分 别采用100%干化葡萄发酵、30%干化葡萄发酵工艺，比较不同葡萄品种和不同的干化葡萄比例对酒的颜色、香 气、风味以及口感的影响，酿制出首批“国产”干化葡萄酒。同时

中国农业大学 2021-04-14

数控刀架切削过载保护装置

本发明公开了了一种数控刀架切削过载保护装置，该保护装置包括主动侧轴套，钢球，复位轴套，圆柱挡块，左侧推板，长弹簧，短弹簧，长弹簧套筒，短弹簧套筒，右侧推板，从动侧轴套，调节轴套；其中，从动侧轴套一侧与主动侧轴套相连，另一侧与调节轴套相连；复位轴套位于从动侧轴套外侧；主动侧轴套的端面上有凹槽，从动侧轴套上有第一钢球孔，钢球置于第一钢球孔内，当需要传递扭矩时，钢球被弹簧压入主动侧轴套的凹槽上。本发明采用机械式的过载保护机构简化了故障的排除过程。通过由弹簧及推板组成的临界力调节机构，既可以改变临界力大小，也可以确保某一阈值下该过载临界力可调机构装置的可靠实用特性。

东南大学 2021-04-11

一种宠物食品切削装置

本实用新型提供了一种宠物食品切削装置，属于宠物食品加工设备的技术领域。其技术方案为：一种宠物食品切削装置，包括机架、设置在机架上的旋转装置以及设置在机架一侧的切割装置。本实用新型的有益效果为：本实用新型能替代人工切削蔬菜，能解决切削蔬菜时容易切到手的问题，能持续对蔬菜进行切削，省时省力，工作效率高。

青岛农业大学 2021-01-12

“X-Cut”数控切削参数优化系统

“X-Cut”是北京航空航天大学高效数控加工技术研究应用中心自主研究开发的系列化数控切削参数优化系统，其核心软硬件系统包括：SimuCut、DynaCut、OptiCut和DataCut。X-Cut”已形成应用实施操作规范和应用指导，建立了技术培训及技术服务体系，并在国防科技工业“千台数控机床增效工程”的100余家企业成功应用，取得显著增效成果。 该系统在考虑机床、刀具的动态特性和工件材料切削特性基础上，通过对数控铣削加工过程的切削力学、动力学等仿真，并根据给定的机床、刀具和工艺约束条件，提供铣削过程“仿真-优化-数据库-数据手册”使能技术解决方案，适用于100多种材料牌号的高速、中低速铣削加工参数的优化。提高材料去除率(MRR)指标20〜50%；提高主轴功率利用率20~50%。已获得多项国家发明专利或软件著作权，获得国防科学技术奖二等奖和全国发明展览会金奖。

北京航空航天大学 2021-04-13

干纤维缠绕复合材料气瓶

内衬层采用高密度聚乙烯吹塑成型、增强层采用干纤维缠绕成型、外防护层采用聚氨酯涂敷固化成型。 采用干纤维缠绕工艺可进行高速缠绕作业，生产效率大幅提高；无需树脂作为基体且不需要固化，降低了生产成本；采用凯夫拉纤维替代玻璃纤维，提高了产品强度及韧性。 产品具有质量轻、抗腐蚀、寿命长、耐冲击等特点，是传统钢质LPG气瓶的全新替代品。

哈尔滨理工大学 2021-05-04

干式电抗器优化设计软件

该软件包括干式空芯电抗器、干式半芯电抗器以及干式铁芯电抗器等3种电抗器的设计模块。 1.干式空芯电抗器设计模块的主要功能和特点为： (1)包含自动优化设计和计算机辅助设计两个子模块。其中，自动优化设计子模块，只需输入待设计电抗器的额定电气参数，不需要任何结构参数，软件即可进行自动寻优，得到最优设计结果；计算机辅助设计子模块，只需要输入一些必要的结构参数。如果用户有特殊的要求，可选用该设计模块。 (2)可以设计各种用途的单相空芯电抗器和三相空芯电抗器。三相空芯电抗器组安装方式包括三相平面布置，三相垂直叠放布置和三相两叠一平布置等。 (3)可以精确、迅速地计算电抗器电感值。对传统温升计算公式进行了改进，温升计算更准确。 (4)特有的自动优化设计模块无需人工参与，避免了因给定结构参数不合适而导致的不合理的设计结果。同时，采用了改进遗传算法，具有更强的全局寻优能力和更高的求解精度，对电抗器的优化设计效果明显。

西安交通大学 2021-04-11