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

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

一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法

本发明公开了一种用于测量机床加工时工件表面以下不同深度 的温度值的方法，包括以下步骤：1)沿经过工件轴线的平面或沿与其 轴线垂直的平面将工件剖成两个待加工体并对剖面抛光；2)在剖面上 划分出多个条形区域，在每个条形区域内镀上一种熔点已知的薄膜， 同一剖面上每个条形区域内的薄膜的材料不同；3)将两个待加工件连 接紧固；4)设定切削参数，进行机械加工，使回转加工体两剖面上薄 膜的一部分熔化，薄膜的熔化部分与不熔化部分形成分界线；5)测量 每种材料形成的薄膜上的分界线所在的深度，绘制温度-深度曲线图。 本

华中科技大学 2021-04-14

一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法

本发明公开了一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法。 考虑到自由曲面微细铣削加工刀具变形量较小，提出理想刀位点与真 实刀位点所属小区域内法矢近似统一的假设，考虑加工过程中微径球 头刀变形对切削力的反馈影响，采用迭代算法求解切削平衡状态的让 刀误差，以此作为让刀误差的预测值，预测结果更准确。此外，还通 过迭代计算让刀误差总补偿量，且直接对让刀误差本身进行补偿，补 偿量最小，补偿方向明确，物理意义清晰，加工精度高。

华中科技大学 2021-04-14

微细碳酸钙増白技术

项目简介石灰石中含有铁、锰等有色金属，在碳酸钙钙生产过程中以Fe3+、Mn2+、Co3+、Ni2+离子及氧化物形式存在，带入产品中使白色碳酸钙着色因而产品白度降低。对于高档产品使用的碳酸钙的白度难以达到，影响产品质量，进而影响产品的销售价格。本技术采用化学增白方法，根据原料不同，可以使其白度增加10度左右。对于使用低品位石灰石矿的厂家，结合降镁技术，可以生产高品质碳酸钙产品。二、技术路线加入强还原剂，配合还原反应进行，适当调节酸碱度。也可采用络合过程除去或隐蔽有色的离子等。另外，选择适宜增白工艺条件如温度、浓度、反应时间等，能够收到良好的增白效果。根据加入强还原剂等部位的不同，可分为消化时增白、碳化时增白、熟浆液中增白或产品増白。方法不同，添加助剂及工艺条件不同，效果各异，要根据企业具体情况，因厂而异选择适宜的化学增白方法。三、规模与投资除产品増白外，其它三种增白方式均不需增加设备投资，只需改变操作条件，在适当位置加入增白剂即可，工艺简单，只增加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。项目负责人： 胡琳娜联系电话：  022-60204744

河北工业大学 2021-04-11

高频群脉冲微细电解加工机床

Ø  成果简介：具有对微小型、复杂型腔和孔、高硬超高强度钢、不锈钢、高强铝等金属结构件及其模具精密电解加工的能力；主频率20kHz、调制频率100-1000Hz，主轴进给分辨力0.001mm，加工精度可达0.01mm，粗糙度可达Ra0.03μm。Ø  项目来源：自行开发Ø  技术领域：先进制造Ø  应用范围：该技术主要应用于精密微小型机械加工厂、刀模具制造厂。Ø&n

北京理工大学 2021-01-12

高频群脉冲微细电解加工机床

具有对微小型、复杂型腔和孔、高硬超高强度钢、不锈钢、高强铝等金属结构件及其模具精密电解加工的能力；主频率20kHz、调制频率100-1000Hz，主轴进给分辨力0.001mm，加工精度可达0.01mm，粗糙度可达Ra0.03μm。

北京理工大学 2021-04-13

微细刀具技术与系列产品

针对发动机喷油微小孔、微透镜阵列模具、微小叶轮、微流道芯片、骨切削修复等难加工材料微小零件精密加工，开展了微细刀具设计、刃磨制备及切削技术等方面研究。实现超小直径高长径比微细钻头、变芯厚变槽宽硬质合金微细钻头、横刃修磨硬质合金微细钻头、异型结构硬质合金微细铣刀、超小直径超硬微细球头铣刀等微细刀具的设计制造及应用。突破超小直径微细刀具的设计和刃磨关键技术，国内首次实现12微米直径纳米颗粒硬质合金铣刀的精密刃磨；形成了直径50微米微细铣刀与钻头的精密刃磨制造与批量生产能力；突破了50微米超硬材料PCD/CBN微细铣钻刀具的精密刃磨制造技术。 图1：通过自研微细球头铣刀实现直径5mm微小叶轮精密加工

北京理工大学 2023-05-10

微细刀具技术与系列产品

针对发动机喷油微小孔、微透镜阵列模具、微小叶轮、微流道芯片、骨切削修复等难加工材料微小零件精密加工，开展了微细刀具设计、刃磨制备及切削技术等方面研究。实现超小直径高长径比微细钻头、变芯厚变槽宽硬质合金微细钻头、横刃修磨硬质合金微细钻头、异型结构硬质合金微细铣刀、超小直径超硬微细球头铣刀等微细刀具的设计制造及应用。突破超小直径微细刀具的设计和刃磨关键技术，国内首次实现12微米直径纳米颗粒硬质合金铣刀的精密刃磨；形成了直径50微米微细铣刀与钻头的精密刃磨制造与批量生产能力；突破了50微米超硬材料PCD/CBN微细铣钻刀具的精密刃磨制造技术。

北京理工大学 2022-03-03

MZR系列超微细振动磨料机

本系列振动磨料机主要用于各种矿物类超微细固体颗粒的制备生产。基于超微颗粒的塑性变形特征，本机型以适当的加载和激励方式，使颗粒释放塑性变形能而断裂细化。因此，与国内外同类技术相比，本机型可节能30-40%，降噪40%左右，节约介质70%左右。本机型有效地抑制了亚谐波和高次谐波振动，具有稳定性强，可靠性高等优点。其主要技术指标 (以石灰石及磨料机规格82升为例): 1.作业方式：干法连续(无分级)      　2.入料颗度：≤1000μm 3.出料颗度：D90≤10μm             4.产量：40-50kg/h 5.比功率消耗：≤85kwh/t

上海理工大学 2021-04-11