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复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备
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。
重庆大学
2021-04-11
高档数控机床与基础制造装备—精密立、卧式加工中心
、
北京工业大学
2021-04-14
飞秒激光金属表面彩色微条纹全息精密制造装备
本成果以飞秒激光作为加工光源，研究飞秒激光束流作用下材料表面微结构及彩色视觉效果形成机制，建立飞秒激光彩色微条纹制备理论模型；协同攻克高精度光机电多轴协调控制技术、三维动态扫描振镜及控制技术、激光参量监测及稳定性控制等关键技术，形成超快飞秒激光彩色微条纹制备工艺数据库，集成开发精密制造装备。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
飞秒激光金属表面彩色微条纹全息精密制造装备开发，突破金属表面各类微条纹结构精密加工需求，实现视觉上多层次、多区域幻彩效果显示；相较于传统颜料制备彩色条纹，采用激光制备技术的金属表面彩色视觉效果依赖于表面微纳米结构，不会因金属表面氧化改变显示效果，也不存在掉色等现象，更具有使用价值，非常适用于3C、金属模具加工、纪念币、珠宝制造以及特殊信息存储和防伪等领域。
本成果以飞秒激光作为加工光源，研究飞秒激光束流作用下材料表面微结构及彩色视觉效果形成机制，建立飞秒激光彩色微条纹制备理论模型；协同攻克高精度光机电多轴协调控制技术、三维动态扫描振镜及控制技术、激光参量监测及稳定性控制等关键技术，形成超快飞秒激光彩色微条纹制备工艺数据库，集成开发精密制造装备。技术优势体现在：
（1）采用高精密电机控制偏振态镜片旋转扫描装置，同步实现激光加工参数、光束角度线偏振与圆偏振镜片精密偏摆控制，突破光束偏振态多维调控，形成精密激光加工工艺数据库；
（2）配套国产飞秒激光器，由激光器性能优化角度改善激光加工效果，于激光器内部实现脉冲调制，减少外部控制环节；
（3）基于自主开发的控制系统，实现工艺参数到控制系统集成，简化操作以提高加工效率；满足根据实际应用需求实现特定功能开发。
华中科技大学
2022-07-27
多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法
本发明多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法属于复杂曲面零件精密加工领域，特别涉及多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法。本发明对复杂曲面零件进行约束源分析，先确定零件类型，根据目标曲面最终面形的约束源类型，分析约束间的耦合作用机理，建立约束源之间的耦合关联模型，以满足性能指标为目标，找出对目标曲面的面形起决定作用的以性能指标为驱动的性能相伴曲面，确定通过调整几何约束以满足性能要求的修磨补偿方法，求得目标曲面各点区域的加工余量分布，最终确定满足性能指标的目标曲面精确面形。本发明提高了该类复杂曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同时满足几何要求和性能要求。
大连理工大学
2021-02-01
铝合金壳体类零件精密锻造成形加工技术
项目概况 军事工业中的弹药部件、微波通讯器材中的壳体、汽车中的安全气囊、压缩机中的涡旋壳体等都属于铝合金壳体类零件。这些铝合金壳体都是具有异型型腔的盲孔类零件，其尺寸精度要求高、内孔型腔复杂和光洁度要求相当高，而且内孔侧壁与底面相交部分的圆角半径极小，内孔侧壁相交部分的圆角较小。 对于形状复杂、型腔深度较浅的盘状类铝合金壳体以及型腔深度较深的筒形类铝合金壳体，采用精密锻造成形工艺及模具等成套加工技术在硬铝合金如2A12、锻铝合金如6063和6061、超硬铝合金如7A04等铝合金壳体的大批量工业生产上获得了应用，达到了高效、经济、精密制造加工的目的。主要特点 采用精密锻造成形加工技术为军事工业、通信器材和汽车等装备上使用的量大、面广的铝合金壳体类零件的精密制造提供坯件，是提高生产效率、降低制造成本的关键技术。它解决了我国国内在汽车、通用机械、微波通信、军事工业等生产企业中普遍采用的数控加工方法加工这类铝合金壳体中存在的材料消耗大、生产效率低、能源消耗大、生产周期长和制造成本高等一系列问题，为铝合金壳体零件的生产提供一种实用、可靠、高效、经济的制造工艺。技术指标 对于铝合金壳体类零件，目前国内普遍采用数控车床、数控加工中心来加工这类壳体，这种加工方法可以得到合格的铝合金壳体；但该加工方法的材料利用率极低、生产效率低（只能采用小直径的铣刀，因此每次机加工量较小，需要很长的加工时间）、能源消耗大、生产周期长以及制造成本很高，因此国内企业的生产规模不大、产量不高，难于同国际相关行业竟争。 国内有些企业曾采用精密压铸技术来生产这类铝合金壳体，但由于压铸的铝合金壳体的内孔型腔光洁度差、壳体内始终存在着气孔和夹杂等铸造缺陷，使铝合金壳体的机械性能大大降低；难以达到铝合金壳体类零件的使用性能要求。 采用精密锻造成形工艺进行铝合金壳体类零件的生产，具有如下技术优势：（1） 壳体组织致密、表面光洁；（2） 材料利用率高，可达到70%～90%；（3） 生产效率高，可班产1000件～1500件。（4） 尺寸一致性好；（5） 设备投资少。市场前景 该项目的推广应用，既可节约贵重的铝合金材料，又能大大提高生产效率、减少加工工序，能显著降低制造成本；因此，具有显著的社会效益和经济效益。
南京工程学院
2021-04-13
基于声压力的自动化微加工装置
本发明公开了一种基于声压力的自动化微加工装置。包括功率放大器、高速摄像机、图像采集卡、工控机和加工模块，加工模块包括驱动座、换能器、搁物台和用于与换能器配合实现加工的微刀，微刀通过微镊放置于搁物台上，驱动座中心盲孔的内边缘沿圆周一圈间隔均布装有换能器，换能器均向驱动座中心倾斜安装，驱动座中心放置有用于放置加工工件的搁物台；微刀依次载入每一个离散点的位置运动，实现在水平方向及纵向进给方向的运动，完成加工。本发明的装置具有加工精度高、结构简单、易操作、易实现自动化个性微加工等优势。
浙江大学
2021-04-13
Φ1500 大尺寸超精密非球面车复合加工机床及应用工艺
激光核聚变装置、卫星用光学系统、大型天文望远镜等国家重大工程及国防尖端技术对高精度大口径光学非球面元件（Φ400mm以上）有极大的需求。该类元件属于硬脆性难加工材料，对非球面表面加工精度的要求也相当高，当前国内精密超精密加工技术及装备与国外相比仍然存在阶段性差距，技术整体水平落后于发达工业国家。 针对国家对高精度大口径非球面光学元件的重大需求，西安交通大学联合国内超精密加工领域的优势单位秦川机床、哈尔滨工业大学、北京空间机电研究所、厦门大学和苏州大学，首次采用阶梯梁结构成功研制出了国内首台1500mm非球面超精密车磨复合加工机床，实现了典型加工件（Φ400mm以上）的面型精度优于5μm（PV），粗糙度小于10nm（RMS），同时研制出了1500mm大尺寸工件等应力支撑夹具和高精度工作转台（轴跳和径跳均为0.3μm），开发了测量范围可达1000mm的大尺寸非球面测量装置，重复测量精度1μm。
西安交通大学
2021-04-11
计算机控制中大口径光学非球面精密加工中心
Ø 成果简介：7轴5联动，最大加工范围1500mm，加工面形精度优于10nmRMS。国家863计划支持，获得部级奖1项、中国发明专利2项。Ø 技术领域：装备制造Ø 现状特点：多自由度工具装置，工艺数据库, 预期前五年平均年销售额达3000万~5000万。Ø 应用范围：新型光学元件先进制造领域中，大口径光学非球面元件的高质量制造，即可服务于国防、航空航天等国家战略
北京理工大学
2021-04-14
一种超精密双层宏微运动平台的同步控制系统
本发明公开了一种超精密双层宏微运动平台的同步控制系统，该系统包括设置在计算机内的主控制模块、两个宏微运动平台控制模块和同步控制模块；两个宏微运动平台控制模块均包括微动平台控制模块，跟随控制模块，宏动平台控制模块，激光测量模块，以及光栅测量模块。本发明引入了微动平台位置转换器，简化了微动平台的控制；提出了力作用转换器，提高了宏动平台的跟踪精度；采用宏动平台跟踪微动平台的控制方式，防止了微动平台运动饱和的发生，提高了宏微运动平台的定位精度；采用了双层宏微运动平台同步控制器，减小了同步误差，并改善了双层宏
华中科技大学
2021-04-14
计算机控制中大口径光学非球面精密加工中心（产品）
成果简介：JRCODE-CCOS1200 精密数控研抛机是中心自主研发的 7 轴 5 联动 大型光学非球面精密数控研磨抛光机床。机床主体为龙门式结构，运动部件 采用精密导轨结合高精度光栅反馈，运用 8 轴控制器实现任意轴组合插补， 集成在线轮廓测量系统。工艺系统开放，具有多轨迹选择、多格式数据兼容、变参量操控与优化功能。 技术领域：先进光学加工制造 现状特点：
北京理工大学
2021-04-14