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一种高速铣削-激光切焊复合加工工艺及其可重组多轴数控加工 系统
本发明公开了一种高速铣削-激光切焊复合加工工艺及可重组多 轴数控加工系统。可用于金属及非金属材料加工，是将高速铣削、激 光切割、激光焊接以刀具更换的形式集成于数控机床上，期间无需更 换设备及工装夹具，从而完成对材料的切割-铣削-焊接一体化的加工。 该系统包括控制平台、数控系统、激光器、数控机床、工装夹具、五 轴加工头(铣头、激光切割动力头和激光焊接动力头头)。五轴加工头可 以实现加工头之间的快速切换，实现对工件的不同
华中科技大学
2021-04-14
一种防止光纤缠绕的多轴数控加工系统可更换两坐标激光加工 头
本专利公布了一种防止光纤缠绕的多轴数控加工系统可更换两 坐标激光加工头，包括旋转轴 C 轴、摆动轴 A 轴和激光加工光学组件， 其中：C 轴可以带动 A 轴进行转动；A 轴可以带动激光加工光学组件 进行摆动；激光加工光学组件主要用来引导激光对工件进行加工。将 本专利公布的两坐标激光加工头与机床相结合，可以实现大幅面、高 速度的激光加工。当工件需要进行铣削加工时，只需将 A 轴拆下，然 后将铣头通过快速连接端面与 C
华中科技大学
2021-04-14
考虑结合部刚度的高速加工机床整机结构动态设计方法
本发明提供了一种考虑结合部刚度的高速加工机床整机结构动态设计方法，其包括以下步骤：步骤1：高速加工机床三维数字化建模；步骤2：机床平面结合部动态参数计算；步骤3：机床导轨结合部动态参数计算；步骤4：高速加工机床整机结构动态特性分析计算；步骤5：高速加工机床整机结构动态设计。采用本发明提供的考虑结合部刚度的高速加工机床整机动态设计方法，能够大幅提高高速加工机床整机结构动力学建模与动态设计精度，缩短设计周期。不仅便于高速加工机床的正向设计，而且提高一次设计成功率。
东南大学
2021-04-11
钢筋桁架楼板及其数控全自动加工焊接生产线
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
南京工程学院
2021-04-13
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
螺旋锥齿轮数控加工关键技术与成套装备
本项目在国家、天津市各项科技计划支持下，重点突破螺旋锥齿轮数控加工模型、机床结构与精度设计、齿轮检测修形三项关键技术，开发了螺旋锥齿轮数控铣齿机、磨齿机、滚动检查机等系列化成套装备，打破了国外技术垄断，满足了重型车辆、大型舰船、万米石油钻机等国家重大需求。产品获中国名牌和中国驰名商标，国内市场占有率90％以上，并获欧盟CE认证，出口21个国家和地区。本项目总体技术达到国际先进水平，极大推进了我国高端制造装备的技术进步。
天津大学
2021-04-14
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
XK2420 数控龙门镗铣床及五面加工中心
此项目是上海理工大学与上海重型机床厂及太原第一机床厂产学研合作，开发的大型数控机床，由上海理工大学应用技术研究所设计、上海重型机床厂/太原第一机床厂制造。机床为工作台移动、定梁龙门式镗铣类大型机床。工作台长度×宽度：8000×2000mm、立柱间通过宽度 2500mm，机床自重 76500Kg、工作台可承载工件重量 5000Kg。适合于各类板类、箱体类和机架类零件的数控加工，可进行铣、镗、钻、铰、攻丝等各种操作，对复杂型面和空间曲面进行三座标联动数控插补加工。机床还配套有可交换的卧式镗铣头和万能镗铣
上海理工大学
2021-01-12
通过学习提高批量生产中数控机床进给运动精度的装置
本实用新型提供一种用于提高现有数控系统运动精度的装置。该装置安装在原数控系统和驱动器之间， 无需对原数控系统和驱动器做任何调整和改变，方便实用。在进行一种零件的重复加工时，通过大容量存 储器记忆数控系统的控制和误差信号，并依据一定的学习算法，得到下一个零件加工所需新的控制信号并 进行运动控制，新的控制信号将减小上一个零件加工时的运动误差。经过多次记忆——学习的过程，可使 运动误差减小，从而提高数控机床的轮廓运动精度。控制装置包括微处理器、大容量存储器以及数控系统 进给运动控制指令信号、学习后的控制输出信号、位置检测信号接口等。
南京工程学院
2021-04-11