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項目階段:在研

高精密微小幾何特征零件在航空航天、國防、醫(yī)療等領域的產(chǎn)值已超過千億美元。目前，我國主要用傳統(tǒng)設備對這些零件進行微細銑削，存在著精度低、耗能高、占地空間大等突出問題。另外，超精密微細銑削設備依賴進口，價格昂貴，且高端超精密微細銑削設備還對我國禁運，嚴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應用行業(yè)的發(fā)展。通過本項目高精密微細銑削加工關鍵技術研發(fā)與應用，解決了以上突出問題，取得了高精密微細銑削加工關鍵技術與裝備的重大突破，打破了國外技術封鎖。創(chuàng)新研究成果如下： 1.發(fā)明了系列超精密微細銑削機床，提出了小型超精密微細銑削機床創(chuàng)成式精準設計方法，解決了超精密微細銑削機床的創(chuàng)新研發(fā)問題。與國內(nèi)目前用于微細銑削的主要加工機床相比，精度提高了一個數(shù)量級、節(jié)約了70%的能源和75%以上的占地空間。 2.發(fā)明了系列微細球頭銑刀，切削部旋轉(zhuǎn)包絡球面直徑為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。提出了微細銑刀的直紋面組合設計方法，研發(fā)出了其制造關鍵技術，解決了超硬微細銑刀的創(chuàng)新研發(fā)問題。 3.發(fā)明了微細銑削用工件姿態(tài)微調(diào)整裝置，工件上表面調(diào)整精度達1.7μm，減少了超精密微細銑削時40%的工件調(diào)整時間。提出了微細銑削工件姿態(tài)微調(diào)整夾具設計方法與技術，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.提出了微細銑削的微觀關系模型與微細銑削臨界工藝參數(shù)分析優(yōu)化方法，解決了塑性材料微細銑削尺度效應所對應臨界條件的判定、硬脆性材料塑性切削判定準則不統(tǒng)一的問題，為超精密微細銑削裝備研發(fā)與應用提供了關鍵支撐理論與技術。 本項目研究成果通過了山東省教育廳組織的鑒定，鑒定委員會認為，該研究整體技術達到國際先進水平，所研發(fā)的微細球頭銑刀達到國際領先水平。 取得自主知識產(chǎn)權國家發(fā)明專利23項，實用新型專利5項，發(fā)表論文67篇，其中被SCI/EI收錄47篇。所自主研發(fā)的關鍵技術，市場需求度高，不但能夠替代進口產(chǎn)品，而且具有國際市場競爭的優(yōu)勢，社會效益顯著。 本項目成果附加值高，已在多家企業(yè)推廣應用，近3年，新增產(chǎn)值149590.2萬元，新增利潤21520.6萬元，經(jīng)濟效益重大。

?  成果簡介：具有車、銑、車銑、鉆、鏜、絞、螺紋等多種加工功能，適合加工各種材料如鋼件、鋁及銅質(zhì)零部件和各種復雜三維結(jié)構(gòu)件。帶有自主開發(fā)的國際市場上最高轉(zhuǎn)速、最小刀具適配器的自動換刀電主軸，可配備32把刀具的國際上最小的刀庫；可實現(xiàn)精密微小型復雜結(jié)構(gòu)件一次裝夾完成全部或大部分工序的完整性加工。機床行程：X向320mm；Y向60mm；Z向270mm；車削主軸轉(zhuǎn)速：0-8000rpm，銑削主軸轉(zhuǎn)速：0-60000rpm，加工精度IT6級；車銑最低粗糙度Ra為0.3mm；重復定位精度

本軟件為系列化葉輪專用CAM軟件，可完成整體離心葉輪和軸流葉輪的四坐標以及五坐標數(shù)控加工編程工作，葉輪幾何形狀可以是直紋面葉輪或自由曲面葉輪；也可以完成葉片的三坐標數(shù)控加工編程。用戶只需輸入葉輪數(shù)據(jù)和加工工藝參數(shù)，軟件即可自動生成特定機床的數(shù)控加工代碼。    主要功能： 1）曲面造型功能：根據(jù)葉輪設計數(shù)據(jù)，計算機自動生成葉片以及葉輪的幾何形狀，并顯示在計算機屏幕上，可通過鼠標進行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放操作。 2）刀具軌跡的生成：在葉輪粗加工中，主要針對立銑刀，采用高效的刀位軌跡排布算法，縮短刀具走刀長度，提高加工效率；精加工階段，針對常用的球頭刀或者切削刃為二次回轉(zhuǎn)曲面的非標準刀具，規(guī)劃出刀具加工軌跡，非標準刀具尺寸可根據(jù)葉輪數(shù)據(jù)由軟件給出。粗加工和精加工的刀具軌跡以圖形方式輸出。 3）刀具干涉檢查與修正：對生成的每一個加工刀位，自動進行干涉檢查，并自動修正干涉刀位。對于最終無法修正的刀位，給出刀具與葉片的干涉量，并通過計算機屏幕顯示干涉刀位位置，供設計人員重新選擇合適的刀具。 4）后置處理：可根據(jù)用戶不同的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)，調(diào)用相應的后置處理程序，生成符合用戶機床要求的數(shù)控加工代碼。    技術特點： 1）本系列軟件既能完成離心葉輪的整體加工編程，又能完成軸流葉輪的加工編程；兩種葉輪的葉片可為直紋面也可為自由曲面。 2）粗加工采用高效的刀具軌跡，無走刀浪費。 3）對于自由曲面葉輪，精加工可采用二次回轉(zhuǎn)面刀具，加工效率可大幅度提高； 4）對于直紋面葉輪，采用側(cè)銑法加工，對每一步刀位都采用獨特的算法進行了優(yōu)化，使得加工過切量為最小，提高了加工精度。 5）對于干涉到位，給出了干涉量和干涉位置，便于設計人員選擇刀具或修改葉輪的設計數(shù)據(jù)。 6）對葉片前緣和尾緣進行了修圓，提高了加工質(zhì)量。    應用范圍： 1）鼓風機、壓縮機內(nèi)的離心葉輪； 2）飛機發(fā)動機葉輪、軍事裝備推進器中使用的葉輪； 3）微型葉輪式人工心臟中的葉輪。

采用激光切割技術，完成厚度范圍為百微米至十余毫米的多種高硬脆非金屬材料（金屬/ 非金屬等硬脆性難加工材料）的直線、曲線、角型等自由路徑的切割、打孔等。其技術創(chuàng)新點在于：（1）可實現(xiàn)   多種厚度、多種材料的切割，且材料規(guī)格不局限于板材，管材與弧面材料亦可進行加工。（2）可以直接   實現(xiàn)材料自由路徑切割，而不局限于直線路經(jīng)。（3）切割質(zhì)量高，對于厚度較薄的材料可以保證較高的   切面粗糙度，對于較厚的材料可以保證切割后切割路徑邊緣無裂紋產(chǎn)生。（4）具有提供特殊硬脆性材料   精細加工研發(fā)工藝方案和設備系統(tǒng)開發(fā)的能力。

?  成果簡介：精密內(nèi)孔加工特別是硬淬材料和高粘性材料的內(nèi)孔加工，砂輪的損耗十分嚴重，而內(nèi)孔加工精度和表面質(zhì)量對砂輪幾何形貌及磨削性能的變化十分敏感，因此，需要采用高耐磨的具有良好保持性的超硬砂輪及其磨削技術，本項目可針對不同材料的內(nèi)孔磨削要求，提供高效的砂輪設計與制造及其應用技術。該技術主要應用于強化鑄鐵、軸承鋼、不銹鋼、陶瓷等材料的精密內(nèi)孔加工。比普通砂輪提高耐用度10倍以上，磨削粗糙度Ra≤0.4。?  項目來源：自行開發(fā)?&

本發(fā)明公開了一種內(nèi)腔鉆孔多刀具加工裝置。包括裝在箱體內(nèi)的刀具機構(gòu)、傳動驅(qū)動機構(gòu)和進給機構(gòu)以及支撐連接在箱體外壁與工件之間的支撐機構(gòu)；傳動驅(qū)動機構(gòu)連接刀具機構(gòu)驅(qū)動刀具旋轉(zhuǎn)，進給機構(gòu)連接刀具機構(gòu)控制其徑向移動，刀具機構(gòu)包括沿圓周均布的多組刀具組件，每組刀具組件徑向安裝并朝向工件內(nèi)壁。本發(fā)明可在零件內(nèi)腔中同時加工多個周向的盲孔或通孔，加工不需要額外的夾具，裝夾十分方便，并且能自動快速定心，大大的提高了加工效率。