复杂修形齿轮是克服高速重载工况下力热耦合形变影响的高端齿轮，直接决定装备传动 系统的振动、噪声、寿命等服役性能及其核心竞争力，广泛应用于航母、潜艇、汽车等。针 对复杂修形齿面精密制造面临全齿面修形加工存在原理误差、传统试错修调法提升加工精度 困难、齿面淬硬层均匀性及级理难以调控等问题，在国家科技重大专项、863计划等支持下， 开展复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究，成果获2018年国家科技进步二等奖。  主要取得突破和创新如下： (1)  提出复杂修形齿轮加工的点矢量族包络计算新理论，不用建立和求解啮合方程， 以数字法替代解析法，突破啮合原理解析法无法求解奇异点、计算复杂的瓶颈；发明齿面扭 曲消减方法，解决刀具廓形精确设计及原理误差消减难题，齿面扭曲减少70%以上，达国 际领先。 (2)  发明复杂修形齿轮加工工艺系统误差调控技术，开辟齿轮修形精度提升新途径。 提出制齿机床热态精度提升技术，发明热致误差补偿方法，保证机床精度稳定；提出基于等 效虚拟轴的齿面误差补偿方法，解决修形精度提升难题，提高传动精度1-2级。获中国专利 优秀奖。 (3)  研制大规格精密数控滚齿机、精密多功能数控磨齿机、高速干切滚齿机等具有齿 面扭曲消减及加工误差补偿的高端制齿机床，填补国内空白；开发集齿轮修形设计、工艺规 划于一体的制齿软件，打破了国外高端机床垄断。滚齿精度达5-6级，磨齿达3级，干切滚 齿提高效率2-3倍，与同类国际先进水平相当，打破高端制齿机床垄断，迫使国外同类机床 降价30%以上，并出口英、法、日等。 (4)  发明复杂修形齿轮滚磨一体化工艺技术，确保修形精度及表面一致性。研制复杂 修形齿轮刀具，实现齿轮刀具的数字化设计制造；研发滚磨余量协同分配、齿面柔性修形、 磨削级理优化等工艺，实现磨后齿面淬硬层均勾分布、齿面纹理可控、修形工艺快速固化， 提高齿面疲劳寿命。满足了军方供货要求，支撑我国主要舰艇齿轮加工；为汽车变速箱的批 量国产化提供了保障。

MX220桌面五轴联动数控机床   MX220桌面五轴联动数控机床是一款桌面式微型五轴联动数控机床，适用于小型精密五轴零件及各种各样的复杂零件加工；具有体积小、重量轻、搬运方便、操作灵活等优点；使用220伏电压，配置工业级五轴联动控制系统面板，带5轴三档电子手脉；机床具有X、Y、Z三个直线轴和两个旋转轴（B轴+C轴）五个坐标轴，X、Y、Z直线轴采用直线导轨，BC两个旋转轴采用谐波减速机，保证高精度和高稳定性；具有一次装夹、任意曲面加工、复合工艺加工等优势、操作便利；具有性价比高、性能稳定、故障率低、维护成本低等优点； 主要用途 MX220桌面五轴联动数控机床主要用于数控教学与培训，该机床主要加工铝合金、铜、塑料及铁、模具钢轻加工，主要用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等。   产品特性： 工业级五轴联动控制系统面板；带5轴三档电子手脉； 高精度带预紧滚珠丝杆及螺母，具有运动灵活性、热变形量小； XYZ轴采用直线导轨，BC旋转轴采用高精度诣波减速机； 采用铸件床身，机床稳定性好，刚性好，精度稳定； 使用220电压、全封闭钣金结构； 展现当代先进制造业的高速高效高精尖加工的理念； 应用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等； 执行国际标准G代码和多种CAM软件（MasterCAM、UG、Fusion360等）； 便于课程开发，满足老师教学，强化学生技能； 工作环境干净整洁，无油污，异味；改善环境，低碳环保； 价格实惠，教学成本低，解决了大型工业级多轴数控机床的价格昂贵，增加学生实践上手的机会； 序号 项目内容 技术参数 1 床身及回转台 结构：铸铁立式结构，XYZ轴直线导轨，主轴立柱带动刀具移动 回转轴：BC轴摇篮式转台，高精度诣波减速机 2 全封闭防护罩，抬起式单门（气动门） 3 工件冷却装置 冷却装置为内置风冷，使用0.6帕气压，M指令控制 4 线性轴精度 定位精度：0.02mm 重复定位精度：0.015mm 5 旋转轴精度 定位精度：16" 重复定位精度：12" 6 轴移动行程 X/Y/Z行程：220×120×200mm 7 B轴行程：+30～-120° 8 C轴行程：+/- N×360° 9 最大加工范围：Φ100×180mm 10 机床主轴 主轴锥柄：MT3 11 主轴最大功率：550w 12 主轴最高转速：3500rpm 13 最大夹持刀具直径：Φ16mm 14 工作台参数 工作台尺寸: 100/460×130mm 15 工作台承重：15kg 16 T型槽：12 mm/3 17 线性轴移动速度 X/Y/Z轴：2000mm/min 18 回转轴移动速度 B/C轴：≥50r/min 19 数控系统 YORNEW M5工业级五轴联动控制系统面板 20 电子手脉 5轴三档电子手脉 21 使用电压 AC220V/50H 22 外形尺寸 930×750×920mm 23 净重/毛重 180kg/220kg  

主要性能及特点： 公称力25吨，加工板材尺寸为 2500×1250mm ， 采用科力达公司与山东科技大学共同开发的KLDSK-3.2数控冲床专用系统数控系统，控制X、Y、Z轴； CAD二维图形方式编程，可实现CAD图形直接转换加工程序，具有加工图形摸拟显示加工轨迹，具有模具库管理自动选模加工、自动优化加工路径、断点加 工计件显示等功能，操作方便快捷，更加人性化； 全方位碰撞检测功能，防止误操作，杜绝废品；采用了开式钢板焊接机身，经壁炉回火处理去除内应力，稳定性好，外形设计动感美观，维修方便，采用高精 度电机，传动精度高，转动惯量同比其他伺服电机提 高1倍，发热低、提高电机参数，抑制损失，减少温度，具有自动检测反馈功能； 镶套机构转塔，导向好精度高，直线导轨、滚珠丝杠－台湾上银，避免板材划伤。

本发明属于铣削加工相关技术领域，其公开了一种五轴加工轨 迹中刀具圆环体向三角片的边投影的算法，其包括以下步骤:(1)判断 刀具圆环体向三角片的边投影的特殊情况，若存在特殊情况，则转至 步骤(5)，否则转至步骤(2);(2)根据第一几何约束条件来确定初始迭代 角度;(3)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件来计算及离散初 始迭代角度区域，以确定较优初始迭代角度;(4)基于第二几何约束条 件及第三几何约束条件，采用割线法搜索最优角度，若成功则转至步 骤(5)，否则结束;(5)依据搜索到的所述最优角度计

本发明公开了一种多轴数控机床通用后置处理方法，包括如下步骤：(1)根据机床结构建立机床运动变换链(2)根据步骤(1)中所建立的机床运动变换链，建立从刀具到工件的变换矩阵 QWT(3)输入初始刀位点 CL1 的机床各平动轴运动坐标Δ1(4)计算出所述初始刀位点 CL1 后续的任一刀位点 CLi+1 的平动轴运动坐标Δi+1(5)判断 i 的值是否小于n，如果小于 n 则返回步骤(4.1)，将 i 增加 1 后继续计算，否则，计算结束，输出各刀位点对应的机床平动轴运动坐标和旋转轴运动坐标。本发明克服了一般后置处理方法中机床各轴运动坐标计算公式需要手工推导的缺点，可以满足各类多轴数控机床的后置处理需求，具有求解速度快、求解精度高的优点。

本发明公开了一种数控机床实验模态分析方法，包括 1)利用仿真软件生成随机值序列，并选择采样率以获得感兴趣的频带范围；2)加工凸台试件，使得试件表面生成的断续切削宽度符合上述随机值序列，从而得到对数控机床产生结构随机冲击的激励；3)在数控机床的各部件上布置传感器，以获取机床结构振动响应信号；4)切削凸台试件，完成结构模态激励；5)选定振动响应幅值较大的测点作为基准点，按基于多参考最小二乘复频域法(LSCF)辨识得到机床结构模态参数。本发明可以在无需外加激励条件下，通过加工特定试件完成对数控机床激振，完成模态测试，大大降低模态实验的激振成本和减小激振所造成的损失。

项目概况 钢筋桁架楼板是楼板建筑的新技术，具有省时、省料、省工及结构强度高等特点，在欧美等地被广泛采用，现国内只有杭萧钢构从奥地利引进了8条生产线，年产楼板400万平米，远远不能满足国内10余亿平米的市场需求。主要特点 我们自主开发的钢筋桁架楼板及其数控全自动加工焊接生产线，申请了多项国家专利，具有核心自主知识产权。技术指标1、可加工钢筋φ6-4mm;桁架尺寸,宽×长×高576×1000-14000×70-270mm；2、成型机弯曲半径误差≤0.5mm,角度误差≤0.1°,“N形”形状准确，弯形速度60弯/分；3、支座钢筋之间及支座钢筋与下弦钢筋焊点抗剪承载力≥6000N，支座钢筋与上弦钢筋焊点抗剪承载力≥13000N；市场前景    该项目规模推广后，可年销售设备20套，年产楼板1000万平米，达到设备产值2亿元/年，楼板产值20亿元/年的市场规模

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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。

随着我国经济的飞速发展，对精密数控机床的需求量越来越大，尤其对特种加工数控机床的需求越来越强烈，因此在国家十一五规划中已将特种加工数控机床列入高档精密数控机床的重大专项。 特种加工数控机床包括：数控电火花线切割加工机床、数控电火花成形加工机床、电化学加工机床、激光加工机床、电子束加工机床以及离子束加工机床等。在航空、航天、船舶、汽车和家电等领域，这些特种加工数控机床是加工精密复杂形状零件和摸具不可缺少的装备。 哈工大特种加工及机电控制研究所经过多年的努力，已研制成功慢速