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本項目針對航空航天中的鈦合金框架類零件，擬通過加工工藝優化實現效率最大化和成本最小化雙目標；并以典型零部件，即某型航空發動機機匣的切削大數據為研究對象，采用深度學習方法對其進行多層次、多目標優化分析，研發可替代進口航空航天精密刀具9-12種。并將應用對象擴展到大飛機滑軌零件、渦輪盤零件、航空高溫合金零件等航空航天關鍵零部件。 該項目成果已在西飛、西航等大型航空航天企業的重點型號工程上得以應用。預期在未來五年內產生1億元的經濟效益；相較現有加工方式，預期可節省10%的原料，同時縮短加工周期；項目預期產生2億元左右的間接經濟效益；項目成果的整體性價比優于同類國外進口刀具產品的15%。本項目極大推動了校企合作平臺的構建、制造大數據示范應用及工業4.0大學版智能制造平臺的建設；部分打破國外壟斷，實現行業引領和國際領先。

高效零件軋制（楔橫軋與斜軋）是一種零件成形新工藝新技術。與傳統的鍛造切削工藝生產某些軸類零件相比較其優點為：生產效率高3~10倍；材料利用率提高20~35%；零件的綜合機械性能提高30%以上；模具壽命20倍左右；產品成本平均降低30%左右。 北京科技大學 零件軋制研究中心開展這項研究工作已40多年。獲國家科技進步三等獎2項，國家技術發明四等獎1項，省部級科技進步一等獎2項，二等獎5項。1990年，列為國家科委首批《國家科技成果重點推廣計劃》項目。由于推廣工作顯著，在1995年召開的全國科技工作大會上，被國家科委評為《全國十大典型推廣項目》之一。 應用范圍 楔橫軋典型零件有：汽車中的變速箱一軸、二軸、中間軸、后橋主動軸、轉向球銷與拉桿、四聯齒輪、吊耳軸、半軸等；拖拉機中的變速箱I、II、III、V軸，半軸等；發動機中的一缸至六缸凸輪軸、啟動軸等；油泵的二缸至六缸凸輪軸、齒輪軸；摩托車與自行車中的齒輪軸、傳動主軸、花鍵軸、啟動軸、曲柄等；五金工具中的鉗子、扳手、鑿子、卸扣等；其它零件，如電機軸截齒刀體、紡織錠桿、電機軸、裝飾零件等。斜軋典型零件有：?25mm~?50mm軸承鋼球，?3mm~?6mm自行車鋼珠，?5mm~?25mm鋁球，?20mm~?125mm球磨鋼球，?10mm~?40mm圓柱、圓錐與球面滾子、汽車二聯與四聯齒輪與球銷、內燃機搖臂、電力掛環、錨鉤等。 主要生產設備為：楔橫軋機和斜軋機，電加熱設備，切料設備等。 楔橫軋機系列為：H500、H630、H800、H1000、H1200。 斜軋機系列為：?20mm、?40mm、?50mm、?60mm、?80mm、?100mm。

內容介紹： 本項目針對高性能復雜金屬結構件成形的技術難題和快速響應需求， 建立了金屬結構件激光立體成形科學與技術整體架構和成形工藝規范， 成形與修復構件的綜合力學性能達到鍛件技術標準，研發了具有自主知 識產權系列激光立體成形與修復工藝裝備，并在國內首先實現了商業應 用，為激光立體成形技術的大規模工業化應用提供了技術支撐。 該技術獲授權發明專

成果簡介：所研制的微小型零件顯微視覺檢測系統，適用于各種塊類、板類微小型零件及小模數微小型直齒輪的任意邊緣的微米級精度測量和微結構在線快速測量。 技術指標：X/Y方向測量范圍：0.01mm-50mm；Z方向測量范圍：0.01mm-100mm；X/Y方向位置檢測分辨率：0.05?m;X/Y方向測量精度：(1+1000/L)?m；可進行模數≤0.2mm微小型模數直齒輪的基本參數、幾何尺寸、主要單項誤差和綜合誤差測量。榮獲國防科技進步三等獎1項，兵器科技進步一等獎1項，申請發明專利1項。

研究內容 ：屬于金屬性成型技術中的擠壓工藝，特別涉及底部帶生產 連續進行，制件成型后必須盡快從模具中取出。傳統結構的模具是直接反 頂制件，這種做法不能保證制件可靠、順利地脫模。另一種做法是將模具 解體甚至破壞掉，才能將制件取出，效率極低或根本不實用。已經成功運 用于內燃鑿巖機 “轉動筒套體 ”毛坯的生產中。本項目比較有針對性和專業 性，特別適合于金屬成型技術中的擠壓工藝，在汽車零件、五金工具等行 業有應用前景。

技術原理及特點 ：本研究的應用領域為材料加工工程，特別是鋼制件 的塑性加工。本研究針對鑿巖機產品中同類零件最復雜的 “轉動筒套體 ”， 從正、反擠壓 2 方面開展了工藝試驗與應用研究，成功開發了 “轉動筒套 體”熱擠壓工藝。 本研究設計應用了一種 “分步脫模 ”機構，解決了經典的正擠壓模具結 構存在的制件脫模難這一關鍵問題，正擠壓分步脫模法為國內首創。 本研究在江西省內和鑿巖機行業同類零件

提出了結構和零件的靜強度和疲勞強度特征預測模型，并通過結構和零件的靜強度和強度特征而非材料的靜強度和強度特征進行疲勞仿真。

項目概況 目前，國內外大量應用弧焊機器人系統從整體上看基本都屬第一代或準二代焊接機器人 系統。由于焊接路徑和焊接參數是根據實際作業條件預先設置的，在焊接時缺少外部信息傳 感和實時調整控制功能，這類弧焊機器人一般不能應對焊接作業條件嚴格的穩定性要求，焊 接時缺乏“柔性”，表現出明顯的缺點。在實際弧焊過程中，焊接條件是經常變化的，如加 工和裝配等誤差會造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會造成 焊道變形和熔透不均。 為克服機器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質量的影響，提高機器人作業智能化 水平和工作的可靠性，要求弧焊機器人系統不僅能實現焊接參數的在線調整，且能實現焊縫 的自動實時跟蹤。已完成鋁鎂硅合金框架弧焊機器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技 術，使企業塞拉門設計制造的技術水平達國際先進水平。 本項目具有國際先進水平，擁有自主知識產權。 主要特點 已完成的項目，塞拉門框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點多 而短、焊接質量要求高，故解決柔性夾具設計、實現兩面焊接、滿足多系列多規格門框尺 寸的要求是體現了成果的先進性； 鋁鎂硅合金框架弧焊機器人柔性工作站所包括的柔性夾具、焊縫智能跟蹤與圖象處理 技術，使企業塞拉門設計制造的技術水平達國際先進水平，體現了成果的創造性。 技術指標 國內城市軌道車輛、高速列車的迅猛發展使得城軌門生產逐年猛增，品種不斷翻新，但 鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術水平，效率低， 焊接質量欠佳，優質品率低，是制約我國城軌門產品升級的關鍵技術。 首選企業的高精度焊件達到：焊縫識別誤差 600×600 像素， ±0.25mm，±0.20mm；焊 槍姿態誤差，±0.045mm，±0.040mm；其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊 接電流誤差等），±0.030mm，±0.020mm；視覺跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。 市場前景 成果實施后使用單位使用前手工焊接的 1.2 萬件/年，達到 4 萬件。按人工焊接生產水 平，支出費用為 72 萬×3.5=252 萬，機器人的投入成本 1 年半內可收回，且可滿足使用單位 近 3-5 年的發展需求。 按近幾年使用單位產品產量的增長速度，2009-2010 年產量可達 5.5 萬件，2 臺機器人 工作站每年可生產 5.68 萬件，完全滿足生產要求。若仍用人工焊接則成本支出為 72 萬 ×4.6=331.2 萬元，而機器人工作臺投入費用為零。企業每年可新增產值 4-5 億元，利稅 1.2-1.5 億元。 市場應用方面已具備推廣應用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業高精度特 材焊件設計制造的技術水平，提高企業技術創新能力和提升產業集聚度，使產品達同行業國8 內領先或國際先進水平，且可成為企業現代先進制造工藝與裝備工程應用的一個亮點。通過 開發研制，真正體現了產學研合作的現代高等教育理念，在高校和企業中鍛煉出一批機器人 研制方面、具有實戰經驗的科技人才。