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

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。

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

主要研究内容 内高压成形是一种加工空心轻体件的先进工艺方法，原则上适用于冷成形的材料均适用于内高压成形工艺，适合制造空心变截面轻量化构件，可以减轻重量节约材料又可以充分利用材料的强度和刚度 在国家自然科学基金、黑龙江省科技厅、哈尔滨工业大学学科建设项目和第一汽车集团研发项目的资助，在国内首家开展了内高压工艺理论和成形机理方面的基础研究，研制国内首台400MPa内高压成形机，该设备获得国家专利, 专利号：ZL00208694.8。 主要应用领域

Ø  成果简介：利用高频群脉冲电解加工原理进行金属微小型结构件电解加工，具有生产效率高、加工应力小、适用于难切削材料加工等特点，是武器装备微小型结构件复杂轮廓、异型孔等加工的重要方法，也可用于微小型结构件去除毛刺和表面光整加工。具体指标：可加工结构件的尺度0.2mm-5mm，孔加工精度0.02mm，最低粗糙度Ra=0.4μm，特别适用于不锈钢、铜、铝、硬质合金等各种导电金属材料，超薄件的复杂轮廓，微型齿轮等。Ø  项目来源：自行开发

由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高；同时有限元分析对网格模型的要求高，需要在保证计算精度的前提下保证计算效率，使用网格过渡技术，保证热源影响大的区域使用精细的网格，热源影响小的区域使用较粗的网格，从而达到相同网格条件下更精确地计算结果与更高的计算效率。例如《大型复材工装焊接工艺研究》项目，针对大型复合材料结构件Invar合金模具手工电弧焊焊接工艺进行研究，采用高效建模的手段对研究对象进行模拟分析，降低时间与材料等方面的成本。采用实验与仿真并行，理论分析、实验研究、仿真分析相结合的技术路线开展 Invar 合金试板件手工焊接工艺参数探索。 三、创新点及主要技术指标 创新点：参数化建模，缩短建模周期；采用非均匀过渡性网格以控制计算量，在保证计算精度的前 提下压缩计算量，采用多 CPU 并行计算以提高计算效率。 技术指标：建模效率提高 30%，计算效率提高 30%。 四、知识产权及获奖 论文10余篇，其中典型示例如下： Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting  deposition of Invar alloy Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy 专利： 基于精准能量分配的激光-电弧复合加工的能量分配系数模型的构建方法 一种焊接过程气孔形成与演变的二维计算机模拟方法

产品详细介绍根据ASTM B311、B328，MPIF Standard 42、57，JIS Z2505、Z2506，GB÷T5163等海内规范，采用阿基米得原理浮力法原理，直读所测粉末冶金生胚件、烧结件和含油轴承的密度、有效孔隙率、体积和含油率。 　　QL－120P 粉末冶金生胚密度计，高精准度粉末冶金密度计，台湾玛芝哈克（matsuhaku） 粉末冶金生胚密度计厂家推荐，专业测试各种粉末冶金生胚件、烧结制品和含油轴承的密度、孔隙率、吸水率和含油率。 粉末冶金结构件体积密度测试仪 QL－120P的规格参数：1、型号：QL－120P（另有QL－300P、QL－600P两种型号的机型可选）2、称重范围：0。001g～120g（另有称重范围为0。01g～300g、0。01g～600g可选）3、密度解析精度：0。0001 g÷cm34、测量时间：约10秒5、测试种类：粉末冶金生胚件、烧结件和含油轴承，及各种固体、颗粒体、薄膜、浮体QL－120P 高精准度粉末冶金密度计，密度测试精度为万分之一（0。0001g÷cm3），秉承测量值高精准度、操作方便、设计简单吝啬、故障率低、经久耐用；等理念，专门为粉末冶金行业设计！ 　　 QL－300Q轴承含油率检测仪、轴承含油率测试仪采用阿基米德原理浮力法。只有三个步骤，自动显示含油率，改变传统人工计算的方式，勤俭时间、更快速、更方便。可直接测量含油轴承的含油率，测量精度高达0。001，非常相宜转动部件的铜基、铁基、铁铜基等含油轴承含油率、孔隙率等方面的检测。测量快速、专业、精准、方便！ 含油轴承含油率测试仪QL－300Q的技术参数：1：测量范围：0。01g～300g2：油率解析：0。1％3：度精度：0。001 g÷cm34：试时间：约5秒5：试种类：粉末冶金含油轴承，粉末冶金生胚、毛坯件、烧结成品等6：粉末冶金含油轴承、压铸件、铜套，可直接读取其含油率；7：对粉末冶金烧结成品等，可直接读取产品的视密度和体积；8：针对粉末冶金生胚、毛坯件等，可应用煮沸法、真空抽取饱和法，准确快速读取产品的体密度、湿密度、比重、有效孔隙率和体积； QL－300Q轴承含油率检测仪免掀盖精致一体成型铝合金测量平台，透明水槽。精度更高、操作更简便、更快速、更人性化，更符合新材料实验室作业规范。可显示混淆物主要材质含量百分比，相宜新材料研究与开发。能自动判定待测样品合格与否，具有报警提示功能。可应用于：铜基、铁基、铁铜基含油轴承；铜基、铁基、铁铜基结构轴套；不锈钢合金基轴承、打印机齿轮、压缩机齿轮、缝纫机零件、抽风机、电扇之轴承相关零组件；等材料的含油率密度，比重检测。 

成果简介：利用高频群脉冲电解加工原理进行金属微小型结构件电解加工，具有生产效率高、加工应力小、适用于难切削材料加工等特点，是武器装备微小型结构件复杂轮廓、异型孔等加工的重要方法，也可用于微小型结构件去除毛刺和表面光整加工。具体指标：可加工结构件的尺度0.2mm-5mm，孔加工精度0.02mm，最低粗糙度Ra=0.4μm，特别适用于不锈钢、铜、铝、硬质合金等各种导电金属材料，超薄件的复杂轮廓，微型齿轮等。 项目来源：自行开发 技术领域：先进制造 应用范围：结

本发明公开了一种金属结构件的下料优化方法及其制造系统，该方法包括下列步骤： (1)按照金属结构件的组成零件的材料和厚度，对其执行第一次分组； (2)按照组成零件的加工工艺要求，对第一次分组后的零件执行第二次分组； (3)按照组成零件的形状特征，利用聚类算法对第二次分组后的零件执行第三次分组； (4)将完成分组后的零件按组导入到排样模块中予以排样，由此实现下料的优化过程。 通过按照本发明的下料优化方法及其制造系统，能够更有效地利用原材料、大幅降低成本且效率更高，并能实现从订单管理、计划调度、优化排料、加工成型到构件焊接的整个生产过程管控一体化。