成果与项目的背景及主要用途：立方氮化硼（CBN）的硬度很高，仅次于金刚石，具有一系列优越的物理、化学和机械性能，特别适合铁族金属材料的加工，它和金刚石用于加工硬而脆的非金属材料互为补充，是一类用途很广的超硬材料，其年增长速度远高于金刚石。CBN 磨具磨削是磨加工领域中的高新技术。其中陶瓷结合剂 CBN 磨具具有磨削能力强、耐用度高、形状保持性好、使用寿命长、磨削力小、磨削温度低、不烧伤工件、工件表面完整性好且寿命长、磨具修整及更换频次少、辅助劳动时间短、有利于实现生产自动化和提高生产效率、磨削废渣少对环境污染小等等一系列优点，被认为是一类高速、高效、高精度、低磨削成本、低环境污染的高性能磨具，成为世界上竞相研究开发的热点和当代磨具产品发展的一个重要方向，发展前景广阔。世界工业发达国家已将其应用于汽车关键零部件磨削等工业生产，显著地提高了生产效率和产品质量，取得了明显的社会经济效益。目前，这种高效高精磨削技术在世界汽车制造领域正快速扩展，在机床、工具、模具、轴承等其它许多应用领域也在不断扩展。本课题组通过承担一系列省部市级科研项目和重大科技攻关项目，实现了技术成果集成，技术水平和产品性能达到国际先进水平。 技术原理与工艺流程简介：陶瓷结合剂 CBN 磨具属于具有磨削用途的多元物相复合材料体系。本技术综合运用陶瓷。玻璃、复合材料、磨料磨具制备和磨削加工等有关理论为指导，采用具有自主知识产权的陶瓷结合剂，通过磨具组成与磨具结构的科学设计，以及磨具制备工艺优化控制，最终获得具有最佳性能的磨具产品。 主要工艺流程如下： 结构设计→组成设计→配料→混料→成型→烧成→加工→性能检测→成品技术水平及专利与获奖情况：技术水平处于国际先进水平。本项目包含的成果，已获省级科技进步二等奖一项，厅局级科技进步二等奖两项。 应用前景分析及效益预测：陶瓷结合剂 CBN 磨具高效磨削工艺技术的应用，可直接提升机械加工业和机械装备业的加工技术与工艺水平，提高产品质量和加工效率，增强企业竞争能力，增加经济效益。同时用 CBN 磨具替代普通磨具的使用还可以减少生产中的磨削废渣，减少磨削液的用量，减少环境污染。其在汽车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工程陶瓷、军工、航空、航天等领域的高精高效磨削加工方面具有广泛的用途。据不完全统计，国内有数亿元的市场潜力，其利润率在 50%以上。 应用领域：汽车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工程陶瓷、航空、航天等领域的高精高效磨削加工。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 厂房面积：300m2。 设备投资：100 万元。 合作方式及条件：双方协商。

针对我国面粉企业存在的信息化、智能化程度低导致的效率低、能耗高、面粉质量不稳定等问题，江南大学在国家粮食局公益性科研专项（基于物联网的小麦加工 MES 体系研究及示范应用/201313012-01）资助下，基于互联网+等技术，围绕小麦制粉智能制造关键技术展开攻关，研发了信息化管理系统集成软件，实现了实时数据平台与过程控制系统、生产管理系统和制造执行系统的互通集成。 关键技术： （1）制粉全过程信息感知与传输技术 （2）制粉全过程物料跟踪技术 （3）制粉设备全生命周期管理技术 （4）制粉企业信息化管理技术350 功能系统： 通过上述关键技术的攻关，最终形成如下功能性系统模块： （1）数据采集系统 （2）供应链管理系统 （3）企业内部物流系统 （4）仓储管理系统 （5）设备全生命周期管理系统 （6）能源管理系统 （7）ERP 系统 （8）综合信息集成系统 知识产权： 项目成果取得授权发明专利 2 项，授权实用新型专利 3 项，获得计算机软件著作权 34 项。 示范推广： 项目成果在河南麦道面粉有限公司、东莞国丰粮油有限公司等企业进行了推广示范。项目成果可以推广到稻谷加工、玉米加工、油脂加工、饲料加工等相关行业。 配套设施： 项目实施不需要额外增加厂房、小麦加工设备设施；只需配套必须的传感器、服务器、计算机等设备

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。

机械制造自动化相关技术

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。

汽车工业是衡量一个国家经济发展水平的重要标志，汽车齿轮是汽车上重要的传动零件，齿轮质量的高低决定着汽车性能的好坏。通常，高质量的齿轮钢应具有四个方面的质量指标，即窄的末端淬透性宽、洁净度高、细小均匀的晶粒度和优良的表面质量。齿轮钢的洁净度对于齿轮钢产品性能具有重要影响，其中大颗粒的脆性点状不变形夹杂、呈串状分布的 Al 2 O 3 对齿轮钢的疲劳寿命最有害。而为了细化晶粒，通常需要在齿轮钢中保持一定的酸溶铝含量（0.010%-0.040%）。因此，必须解决如何在保持一定酸溶铝含量的情况下尽量减少钢中的 Al 2 O 3 夹杂物含量的难题。 （1）齿轮钢精准钙处理改性夹杂物模型。为控制齿轮钢中的串状脆性点状不变形 Al 2 O 3 夹杂物，同时进一步改善齿轮钢的水口结瘤，需要对于齿轮钢中的Al 2 O 3 夹杂进行改性处理。通过改性处理的方法将钢中的 Al 2 O 3 夹杂物改性为低熔点的液态夹杂物，增强其轧制过程的变形能力以减少大颗粒脆性串状不变形夹杂对齿轮钢疲劳寿命的影响，也可改善水口结瘤现象。但必须要关注的是，喂钙量对于夹杂物的改性效果具有重要的影响，喂钙量过低无法将钢液中高熔点的Al 2 O 3 及 Al 2 O 3 ·MgO 完全改性，而喂钙量过高则导致生成更高熔点的 CaS 及 CaO生成，从而恶化齿轮钢产品质量。同时钢液成分对于钙处理具有较大影响，而目前大多数企业还仅通过钙铝比指导现场的喂钙操作。本项目基于不同喂钙速度、钙线插入深度的统计，得到最优喂钙速度和钙线插入深度下稳定的钙收得率，并结合喂钙操作过程中导致的钢液增氧以及喂钙后至中间包浇注钙损，对超洁净齿轮钢不同钢液成分条件下钙处理进行热力学计算，确定了超洁净齿轮钢的不同成分条件下最优的喂钙线量，并结合精准钙处理软件，实现超洁净齿轮钢在线精准钙处理，通过理论计算并结合现场钙收得率，进一步优化现场的喂钙操作。 （2）电磁搅拌对超洁净齿轮钢铸坯中夹杂物的影响研究。电磁搅拌使钢液在交变电磁场中产生电流，通过电磁力来控制钢液的流动、传热及凝固过程。目前国内普遍认为电磁搅拌可以提升铸坯的表面质量、提高钢的洁净度、扩大铸坯的等轴晶区、降低元素中心偏析，同时减轻或消除中心疏松和中心缩孔等作用。但也有报道随着结晶器电磁搅拌强度的增加，铸坯表层附近的负偏析更加严重，同时加剧枝晶转变区域的正偏析，恶化铸坯的均质性。为进一步明晰结晶器电磁搅拌对于超洁净齿轮钢夹杂物的影响，本项目通过对于有结晶器电磁搅拌和无结晶器电磁搅拌两种工况下，铸坯全断面夹杂物扫描，研究不同电磁搅拌条件对齿轮钢铸坯中夹杂物的影响，结合铸坯宏观偏析、微观组织等结果，优化结晶器电磁搅拌参数，从而提高齿轮钢的产品质量。

含硫齿轮钢中 S 含量通常为 0.015-0.02%，同时为了保证钢水可浇性，生产过程中采用钙处理。目前是先喂 Ca 线，软吹后再喂入 S 线，由于 CaS 的生成，导致 Ca 和 S 的损耗大，收得率不稳定。由以上可知，目前制约含硫齿轮钢生产过程中的主要因素之一是钢中非金属夹杂物，因此，很有必要对含硫齿轮钢生产过程中洁净度进行控制与提升。 （1）高硫齿轮钢中硫化物控制技术。开展硫化物生成热力学计算，确定不同钢液成分对钢中硫化物析出种类及析出温度的影响；进行硫化物析出及长大的相关动力学计算，确定硫化物析出尺寸及析出量随温度、反应物浓度的变化。同时研究了氧化物和硫化物的联合控制研究，研究总氧含量对硫化物夹杂含量及形貌的影响，研究不同类型氧化物与钢中析出的硫化物的大小、数量和分布的关系，确定有利于钢中 MnS 弥散分布的氧化物夹杂种类，实现高硫齿轮钢钢中氧化物和硫化物的联合控制，降低 A 类夹杂物评级。 （2）高硫齿轮钢精准钙处理改性夹杂物模型。高硫齿轮钢生产时采用 Al脱氧使得钢中生成大量的以 Al 2 O 3 为主的高熔点夹杂物，为了避免浇注过程水口结瘤以及减小高熔点 Al 2 O 3 夹杂物在后续轧制过程中对钢材质量的危害，生产过程中需要进行钙处理将钢中的高熔点夹杂物改性为低熔点的液态夹杂物。然而，钙的加入量存在一个合适的范围，过多的钙加入形成的大量的 CaS 同样会导致水口结瘤。本项目基于吉布斯自由能最小的原理，对“高硫齿轮钢-夹杂物”进行热力学平衡计算，并根据“高硫齿轮钢-夹杂物”反应平衡相图，得到“液态窗口”的加钙范围，实现了高硫齿轮钢生成过程中的精准钙处理控制。

广西制造工程职业技术学院（简称“广西制造职业学院”）是2020年4月10日由广西壮族自治区人民政府批准设立、2020年5月11日国家教育部同意备案公布的公办全日制普通高等职业学院，由自治区人民政府举办、自治区农业农村厅建设和管理、自治区教育厅业务指导，是全区第一所制造类高等职业学院。 学院地处南宁教育园区西片区即广西东盟经济开发区宝源南路29号，校园占地面积800多亩，规划总建筑面积40万平方米，规划总投资18.0亿元。目前，学院已完成投资6.5亿元，建成教舍、实训厂房、公寓、学生食堂、运动场、图书馆等主体功能建筑11万平方米，基本建成教学、运动、实训、住宿、行政、活动等六个功能区，具备3000名在校生规模的办学能力。校园依山傍水，风景与环境优美，建筑设计融入中国优秀传统文化，是个求学成才的好地方。学院所在处有贵（阳）南（宁）高铁经过，建设有南宁北站，将建设南宁市至东盟经济开发区轻轨连接南宁市地铁二号线，有公交专线抵达，交通便利。 学院以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，将新发展理念贯穿于学院招生办学和教育教学与管理服务各项工作，把培养制造类行业企业“大国工匠、能工巧匠”为己任，主动适应中国制造“2025”、广西“14+10”、“打造广西九张创新名片”等国家、自治区重大发展战略和市场需求，坚持立德树人、德育为先的指导思想，坚持“以服务为宗旨、以就业为导向、以质量为核心、以学生为中心、以技能为本位、以改革为动力”等职教原则，通过不断深化校企合作、产教融合，走产学研结合发展之路，紧紧围绕提高教育教学质量这一核心，为全区全国的（智能）制造业行业企业和区域经济发展培养高素质高水平技术技能型人才。 学院专业设置与服务面向以农业与环境、装备制造、电子电气、信息技术、交通运输等行业领域为重点和主体，不断拓展面向财经商贸、文化教育、社会服务等行业领域。目前，设立了农业与环境工程学院、装备制造工程学院、电气工程学院、交通运输工程学院、信息工程学院和财贸管理学院六个二级学院。首批招生专业为机械制造与自动化、工业机器人技术、新能源汽车运用与维修、农业装备应用技术、电子商务（跨境电商方向）、信息安全与管理等6个专业。目前学院拥有教师130多名，其中副教授及以上职称38人，聘请了区内外制造类行业企业领域享有较高声望的区内外职教20多名专家、教授，担任学院客座教授和学科带头人。 学院充分利用中国—东盟博览会平台和泛北部湾经济区的地理优势，积极完善职业教育和培训体系，深化产教融合、推进校企合作，通过“订单办学”、“工学交替”、“引企入校”等方式，深化与企业的深度合作，努力培养以制造类为主的行业企业生产、建设、服务、管理第一线的高素质技术技能人才，提高学校人才培养质量。目前学院已与北京华航唯实机器人科技股份有限公司、江苏汇博机器人技术股份有限公司、富士康鸿准公司、纬创资通、立信门富士纺织机械（中山）有限公司、厦门优优汇联信息科技有限公司、南宁富桂精密工业有限公司、广西三汇汽车服务有限公司、广州上止正教育咨询有限公司等60多家公司合作建设校内、校外实训实践基地，让学生与企业“零距离”接触，培养和造就学生的专业素养和职业能力，努力提高学生的就业竞争能力，学生就业前景广阔，就业渠道稳定。 学院确立“立足广西，面向全国，拓展东盟”的办学定位，以“以服务制造行业企业为主，培养高素质技术技能人才”为办学宗旨，秉承“修德练技，创业报国”的校训，坚持“质量立校、特色兴校、创新强校”的办学思路，以“新起点、高标准、严规矩、赶上队”为工作要求，积极构建中高职衔接、专升本衔接等一体化办学模式，大力实施国际化发展战略，努力培养创新型技能人才。力争通过5年的建设，努力将学院建设成为在国内达到规模中等、特色鲜明、质量上等、持续发展，并基本构建国际合作办学格局和基本达到全国“双高”水平的高等职业学院。

西安交通大学自 1993 年开始增材制造（3D 打印）技术研究，是国内最早开展增材制造技术研究的单位之一。经过二十年的发展，西安交通大学形成了多种增材制造工艺和装备，建立了以快速制造系统为特色工程应用的研究队伍，产生了以卢秉恒院士为学术带头人的“增材制造”教育部创新团队。研究团队依托机械制造系统工程国家重点实验室（西安交通大学）开展基础研究，在高分子材料、金属、陶瓷、复合材料、智能材料的增材制造等方面取得进展，多项技术成果处于国内领先、国际先进平。为推动 3D 打印技术的产业化，在 2000 年成立“教育部快速成形制造工程研究中心”（市场经营主体为陕西恒通智能机器有限公司），2007 年成立“快速制造国家工程研究中心”（市场经营主体为西安瑞特快速制造工程研究有限公司）。建立了一套支撑产品快速开发的快速制造系统，研制、生产和销售 16 个型号的激光快速成型设备、快速模具设备及三维检测设备。同时开展快速原型制作、快速模具制造以及逆向工程服务。产品在全国各院校、汽车、电器等企业销售应用十多年，客户近万家。近年协助政府和企业在多个地区成功建立产学研结合的推广基地、快速成形制造服务制造中心。

辽宁装备制造职业技术学院(以下简称“学院”)是辽宁省人民政府根据东北老工业基地振兴对装备制造业高素质技能型人才的迫切需要，于2006年建立的一所公立普通高职院校，由省教育厅主管,与辽宁广播电视大学为一套机构、两块牌子。 学院为“辽宁省职业教育高水平现代化高职院校”立项建设学校。学院全面落实国家“十三五”产教融合项目、世行职教贷款项目、示范校建设项目、职教质量提升项目，牵头组建辽宁装备制造职教集团，与沈阳机床集团合作开展 I5智能制造人才培养，与中兴通讯等联办二级学院共同培养企业急需的人才。 学院紧紧围绕辽宁省支柱产业开设专业，推进专业与产业对接，基本形成了与先进装备制造业产业结构相对应的专业布局。学院设有机械工程学院，汽车工程学院，自动控制工程学院，信息与通信工程学院，工商管理学院，公共管理学院，创新创业教育学院、思想政治理论课教学部、体育部(合署)等7个学院、1个实训中心及辽宁省劳动经济学校(辽宁技师学院)。学院现有44个专科专业，围绕装备制造业形成五个专业群，其中：智能制造技术、自动化应用技术、汽车制造技术等3个专业群是辽宁省高水平特色专业群;拥有2个中央财政支持建设专业(焊接技术与自动化、电气自动化技术);9个省级财政支持建设专业(机械制造与自动化、工业机器人技术、汽车检测与维修技术、机电一体化技术、模具设计与制造、数控技术、移动通信技术、物流管理、商务英语)。 学院师资力量雄厚，拥有4个省级教学团队(数控技术教学团队、机电一体化教学团队、材料加工专业群教学团队、模具制造课程教学团队)。学院积极引进优秀技能人才，建设省级技能大师工作室、智能制造“双师型”名师工作室，3人获得国家级技能大师称号、1人获得辽宁省职业教学名师称号，十余人获得省市级技能大王或技术能手等奖项，百余名企业工程技术人员被聘为兼职教师。 学院注重实习实训基地建设，建立了综合数控实训、柔性制造、工业机器人、现代焊接等多个现代化实训室，建成了机械加工、控制技术、材料及焊接、信息技术、汽车技术、物流及商务等9大实训基地，其中，电工电子、数控技术、嵌入式技术与应用等3个实训基地为中央财政支持建设的职业教育实训基地。学院教学科研仪器设备总值过亿元，配备了高端智能化实训设备，包括用于公共实训的GDH1630五轴龙门加工中心、CIOTA301510三坐标测量机以及14台三轴数控加工中心等，用于数控技术等专业实训的工业级柔性制造系统、高精度3D打印机、精密加工中心等。学校与行业内企业建立广泛联系，与60余家生产企业联合建立了校外实习实训基地，校企合作专业覆盖率达到80%以上。学院近几年就业率始终保持在95%以上，贫困生就业率100%，建校以来累计为我省装备制造业培养输送了近2万余名毕业生。近三年来，学生积极参加教育部、省教育厅举办的职业技能大赛，获得省级及以上奖项四十余项，其中国家级奖励近十项。 学院始终积极促进职业教育与全民终身教育有效对接，延长人才培养产业链条。与省委组织部、省总工会、省扶贫办等部门合作开展干部培训、职工技能、下岗职工再就业、农村致富带头人和农村农业技能培训，培训各类人才2.5万人次。搭建中职、高职、应用本科一体化立交桥，培养数控、焊接等专业自考人才4万余人。 学院已发展成为全省装备制造职业教育领域一所知名品牌院校。近年来，被评为“国家发改委职业教育产教融合项目建设学校”“省普通高校毕业生就业工作先进单位”“省职业教育改革发展示范学校建设计划第一批立项学校”“省首批心理健康示范校”和“省直目标绩效管理先进单位”，国家教育部、发改委和省委省政府领导多次到学院视察并对学院办学成绩给予了充分肯定。