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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
基于磁致伸缩扭转波检测导磁构件缺陷的装置
基于磁致伸缩扭转波检测导磁构件缺陷的装置，属于超声波无损检测装置，目的在于克服纵向模式导波衰减较大，存在明显频散效应的不足，检测时无须对构件表面进行处理。本发明包括脉冲信号发生器、功率放大器、磁致伸缩扭转波传感器、信号预处理器、A/D 转换器以及计算机；磁致伸缩扭转波传感器包括激励单元和接收单元。计算机控制脉冲信号的产生，经功率放大器放大，通过激励单元在构件中产生扭转波，接收单元接收构件中传播的扭转波，经信号预处理器处理，通过 A/D 转换器转换为数字信号，通过计算机处理获得构件的缺陷信息。本发明可
华中科技大学
2021-04-14
复杂空间结构件切割焊接机器人
成果简介结合建筑行业大型空间网壳结构多杆汇交式网壳节点壳形多瓣式节点数字化制造需求， 形成了铸钢节点机器人快速制模技术、 具有自主知识产权且可用于铸钢节点机械精加工的高刚度 5 混联机器人本体设计制造技术， 开发数字化成套工艺装备， 并结合依托工程国家重大基础设施建设， 在钢结构制造企业示范应用。成熟程度和所需建设条件本项目先后成功应用于上海世博会和上海中心， 结果表明效果显著， 经济和社会效益明显。技术指标控制轴,5 轴； 设置
安徽工业大学
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
一种铁磁性细长构件轴力检测方法及装置
本发明公开了一种铁磁性细长构件轴力检测方法及装置,其方法 包括以下步骤：1)在标样上施加轴力 T0；2)将磁化器吸附在标样上；3)测量标样上的磁感应强度的法向分量和轴向分量；4)计算并得到表征 标样轴力的特征量 1/k0；5)重复测量并计算得到不同轴力下表征标样 轴力的一组特征量，绘制 1/k-T 标定曲线；6)在与标样同类型的被测铁 磁性细长构件上测量轴力特征量 1/k，通过 1/k-T 标定曲线获得被测铁 磁性细长构件的轴力 T。其装置包括磁化器、霍尔元件、磁感应强度 测量装置和数据计算装置。本发明采用磁化器来磁化铁磁性细长构件 以进行轴力检测，因此，现场安装检测操作方便，可方便地实现铁磁 性细长构件轴力的检测。
华中科技大学
2021-04-11
金属玻璃涂覆金属丝连续制备技术
金属玻璃（又称非晶合金）是指在固态下原子排列具有短程有序而长程无序，并在一定温度范围内保持这种状态相对稳定的金属合金。近十几年来，块体金属玻璃的发展更是其发展过程的一个里程碑，使得金属玻璃作为结构材料成为可能。 与传统晶体材料相比，块体金属玻璃具有较高的强度(～2GPa)、大的弹性极限（2%～3%）及良好的耐腐蚀性等突出优点。正是由于其独特性能，使得块体金属玻璃在体育用品、电子、医学及国防等领域得到了越来越广泛的应用。 然而金属玻璃在室温承载失效时几乎没有塑性应变产生，表现为典型的脆性断裂方式，因而严重限制了其作为工程材料的应用。围绕块体金属玻璃室温塑性的改善，国内外开展了广泛的研究。近年来的研究发现，在块体金属玻璃组织中引入第二相可以改变剪切带的分布从而增加其室温塑性，获得综合力学性能较好的新材料。这种第二相可以是外加的，也可以是内生的。其中，钨丝增强锆基金属玻璃复合材料因其独特的性能而备受关注。Zr基块体金属玻璃在拉应力或压应力作用下，会发生有剪切力引起的剪切断裂，断裂面在最大切应力的作用面内，有很好的自锐性，用钨丝增强后，提高了强度和密度，达到了高密度、自锐性的特殊要求，可以用作穿甲材料。通过合理的界面和体积分数控制，目前已经制备的这类复合材料中最大压缩断裂强度高达2600MPa，塑性达到13.5%。目前制备钨丝增强块体金属玻璃复合材料的主要方法是渗流铸造法，然而受金属玻璃合金玻璃形成能力的影响，该方法只能制备一些较小尺寸和简单形状（棒状和板状）的试样，极大的限制了这类材料的应用范围。 本项目是一种短流程、适合于大规模工业生产、并能获得完全清洁复合界面的金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺。 已申请专利：陈晓华， “一种金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺”，中国发明专利授权号：ZL200710120355.4.授权公告日：2009年10月28日
北京科技大学
2021-04-11
镁基金属与铝基金属的连接方法
本发明公开了一种镁基金属与铝基金属的连接方法。镁基金属与铝基金属通过中间层连接，连接方法包括以下步骤：1)第一扩散过程：对铝基金属的扩散面和中间层的第一扩散面分别进行表面处理，然后利用真空扩散焊接工艺，在第一温度下对表面处理后的铝基金属和中间层进行扩散连接；2)第二扩散过程：对镁基金属的扩散面和中间层的第二扩散面分别进行表面处理，然后利用真空扩散焊接工艺，在第二温度下对表面处理后的镁基金属和中间层进行扩散连接，即得到通过中间层连接的镁基金属和铝基金属；第一温度高于第二温度，所得接头处无凝固(铸造)组织，不生成气孔、宏观裂纹等缺陷，且接头精度高、变形小、工艺稳定性强。
西南交通大学
2016-10-19
过渡金属对贵金属团簇物性的修饰
项目简介： 贵金属团簇是一种山Au、Ag 等贵金属元素的几个至几十个原子形成的聚集体 ， 由于 Au、Ag 等原子的化学 惰性， 使得它们具有良好的生物相容性， 被广
西华大学
2021-04-14
一种针对复杂曲面构件的激光焊接实时在线监控系统
本发明公开了一种针对复杂曲线构件的激光焊接实时在线监控 系统。该在线监控系统的硬件平台包括激光焊接头、机器人、影像采 集设备、图像处理单元、数据处理单元、反馈调节单元、机器人控制 单元。该系统的目的是通过实时拍摄焊接头与工件的相对形位，将实 际形位与规划行位比对，计算回归规划路径所需的补偿矢量，继而将 该矢量加载于机器人上以调节机器人按照预定轨迹进行焊接。
华中科技大学
2021-04-14