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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
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
高频群脉冲微细电解加工机床（产品）
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。 项目来源：自行开发 技术领域：先进制造 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。 现状特点：处于国内领先、国际先进水平。 所在阶段：样机 成果知识产权
北京理工大学
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
一种微细凹凸结构的电解加工方法
（专利号：ZL 201410383939.0） 简介：本发明提供了一种微细凹凸结构的电解加工方法，属于电解加工领域。该方法利用一个带有贯穿孔和盲孔结构，且由金属层A、绝缘层和金属层B组成的模板；将工件阳极与金属层A分别与电解电源Ⅱ正、负极相连接，将工件阳极与金属层B分别与电解电源Ⅰ正、负极相连接；金属层B与工件阳极相隔一定距离，并经模板上的贯穿孔喷射电解液；接通上述两电解电源，模板向工件阳极适量进给，进行电解加工，在工件表面可得到微细凹凸
安徽工业大学
2021-01-12
超精密铣削加工表面形貌纹理控制方法
本发明公开了一种超精密铣削加工中的表面形貌纹理控制方法，包括：设定加工表面形貌纹理方向角δ；根据纹理方向角δ确定相邻刀路的刀具初始相位角差<img file="DDA00002548708200011.GIF"wi="82" he="43" /> 根 据 刀 具 初 始 相 位 角 差 <imgfile="DDA00002548708200012.GIF" wi="83" he="43" />进行切削区域和非切削的刀路规划，生成刀位轨迹文件；利用刀位轨迹文件即可实现超精密铣削
华中科技大学
2021-04-14
一种铣削加工刀具破损监测方法
本发明公开了一种铣削刀具破损监测方法，属于刀具状态监测 领域。其包括如下步骤：S1 选取主轴电机三相电流作为监测信号，计 算其均方根值，对均方根值进行滑动平滑处理，得到平滑的均方根值， 并将其作为监测铣削刀具破损的特征值；S2 将一个完整的铣削加工循 环分为切入、平稳切削和切出一共三个过程，再将切入，平稳切削和切出过程细分为时间长度相等的多个小段；S3 每一小段的阈值由上一 小段的特征值以及阈值系数共同决定。阈值系数通过学习多组刀具未 破损情况下的铣削加工循环数据得到；S4 最后通过比较每一小段的阈
华中科技大学
2021-04-14