高精密微細(xì)銑削加工關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用
                                        
                                            高精密微小幾何特征零件在航空航天、國防、醫(yī)療等領(lǐng)域的產(chǎn)值已超過千億美元。目前,我國主要用傳統(tǒng)設(shè)備對這些零件進(jìn)行微細(xì)銑削,存在著精度低、耗能高、占地空間大等突出問題。另外,超精密微細(xì)銑削設(shè)備依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,且高端超精密微細(xì)銑削設(shè)備還對我國禁運(yùn),嚴(yán)重阻礙了我國高精密微小幾何特征零件的精密加工與相關(guān)應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展。通過本項(xiàng)目高精密微細(xì)銑削加工關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,解決了以上突出問題,取得了高精密微細(xì)銑削加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備的重大突破,打破了國外技術(shù)封鎖。創(chuàng)新研究成果如下:
1.發(fā)明了系列超精密微細(xì)銑削機(jī)床,提出了小型超精密微細(xì)銑削機(jī)床創(chuàng)成式精準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法,解決了超精密微細(xì)銑削機(jī)床的創(chuàng)新研發(fā)問題。與國內(nèi)目前用于微細(xì)銑削的主要加工機(jī)床相比,精度提高了一個(gè)數(shù)量級、節(jié)約了70%的能源和75%以上的占地空間。
2.發(fā)明了系列微細(xì)球頭銑刀,切削部旋轉(zhuǎn)包絡(luò)球面直徑為50μm~1000μm,前刀面與后刀面均為直紋面,從原理上保證了切削刃輪廓制備誤差≤±2μm。提出了微細(xì)銑刀的直紋面組合設(shè)計(jì)方法,研發(fā)出了其制造關(guān)鍵技術(shù),解決了超硬微細(xì)銑刀的創(chuàng)新研發(fā)問題。
3.發(fā)明了微細(xì)銑削用工件姿態(tài)微調(diào)整裝置,工件上表面調(diào)整精度達(dá)1.7μm,減少了超精密微細(xì)銑削時(shí)40%的工件調(diào)整時(shí)間。提出了微細(xì)銑削工件姿態(tài)微調(diào)整夾具設(shè)計(jì)方法與技術(shù),解決了工件姿態(tài)微調(diào)整夾具裝置的剛度與阻尼優(yōu)化匹配的問題。
4.提出了微細(xì)銑削的微觀關(guān)系模型與微細(xì)銑削臨界工藝參數(shù)分析優(yōu)化方法,解決了塑性材料微細(xì)銑削尺度效應(yīng)所對應(yīng)臨界條件的判定、硬脆性材料塑性切削判定準(zhǔn)則不統(tǒng)一的問題,為超精密微細(xì)銑削裝備研發(fā)與應(yīng)用提供了關(guān)鍵支撐理論與技術(shù)。
本項(xiàng)目研究成果通過了山東省教育廳組織的鑒定,鑒定委員會(huì)認(rèn)為,該研究整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,所研發(fā)的微細(xì)球頭銑刀達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)國家發(fā)明專利23項(xiàng),實(shí)用新型專利5項(xiàng),發(fā)表論文67篇,其中被SCI/EI收錄47篇。所自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),市場需求度高,不但能夠替代進(jìn)口產(chǎn)品,而且具有國際市場競爭的優(yōu)勢,社會(huì)效益顯著。
本項(xiàng)目成果附加值高,已在多家企業(yè)推廣應(yīng)用,近3年,新增產(chǎn)值149590.2萬元,新增利潤21520.6萬元,經(jīng)濟(jì)效益重大。
                                        
                                        
                                            山東理工大學(xué)
                                            2021-04-22