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特種加工數控機床系列產品與配套關鍵技術
隨著我國經濟的飛速發展，對精密數控機床的需求量越來越大，尤其對特種加工數控機床的需求越來越強烈，因此在國家十一五規劃中已將特種加工數控機床列入高檔精密數控機床的重大專項。 特種加工數控機床包括：數控電火花線切割加工機床、數控電火花成形加工機床、電化學加工機床、激光加工機床、電子束加工機床以及離子束加工機床等。在航空、航天、船舶、汽車和家電等領域，這些特種加工數控機床是加工精密復雜形狀零件和摸具不可缺少的裝備。 哈工大特種加工及機電控制研究所經過多年的努力，已研制成功慢速
哈爾濱工業大學
2021-04-14
復雜結構件數控加工精度與穩定性控制
隨著航天發動機性能和技術指標的不斷提升，涌現出葉輪、機匣、艙段、壁板等大量服役于高溫、高應力惡劣工況的高性能復雜結構件，此類零件結構整體成形、型腔封閉狹小、型面精度苛刻、薄壁易于變形、材料難于切削、極低損傷要求，迫切需要解決高速切削機理、刀具設計制造、刀具路徑規劃、加工顫振抑制等制約高速切削加工效率、精度、穩定性的瓶頸問題。
項目在“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項、國家自然科學基金的支持下，系統掌握了航天特種難加工材料高速切削工藝規律，提出了五軸銑削刀具“結構-參數-動態特性”一體化設計與無瞬心包絡刃磨方法，提出了多軸銑削刀具路徑高階切觸規劃和精度控制方法，提出了多軸銑削加工過程穩定性預測與顫振在線抑制方法，掌握了多軸加工的裝備工藝交互行為及其動態演變規律，揭示再生效應和過程阻尼對加工穩定性的影響，通過刀具結構模態耦合調整工藝系統阻尼，實現顫振在線抑制，顯著擴大了極限穩定區域。
形成了完整和自主可控的多軸加工穩定性控制技術體系，應用于“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項五軸加工中心、車銑復合加工中心和數控系統換腦工程，顯著提升了國產高檔裝備和精密刀具對于航天復雜結構件精密制造的適用性和可靠性，獲北京市科技獎二等獎1項、中國專利獎優秀獎1項。
北京理工大學
2022-05-30
螺旋錐齒輪數控加工關鍵技術與成套裝備
本項目在國家、天津市各項科技計劃支持下，重點突破螺旋錐齒輪數控加工模型、機床結構與精度設計、齒輪檢測修形三項關鍵技術，開發了螺旋錐齒輪數控銑齒機、磨齒機、滾動檢查機等系列化成套裝備，打破了國外技術壟斷，滿足了重型車輛、大型艦船、萬米石油鉆機等國家重大需求。產品獲中國名牌和中國馳名商標，國內市場占有率90％以上，并獲歐盟CE認證，出口21個國家和地區。本項目總體技術達到國際先進水平，極大推進了我國高端制造裝備的技術進步。
天津大學
2021-04-14
一種加工硅通孔互連結構的工藝方法
本發明公開了一種加工硅通孔互連結構的工藝方法，步驟為：①在基板上刻蝕盲孔；②在基板上沉積一層圖案化介電質層；③刻蝕圖案化介電質層，刻蝕掉盲孔底部的介電材料，保留盲孔側壁的介電材料，在基板上形成介電質孔；④在介電質孔上沉積一層導電材料，形成導電孔；⑤在導電層上再沉積一層圖案化介電質層，填充導電孔；⑥刻蝕板背面，暴露出導電層，在導電層上形成焊料微凸點。圖案化介電質層的材料優選聚對二甲苯。本發明簡化了工藝步驟，減少工藝時間并降低了費用；使用二層圖案化介電質層，降低了寄生電容，提升了互連電性能，適用于高速和
華中科技大學
2021-04-14
一種銑削加工顫振主動控制系統及其方法
本發明公開了一種銑削加工顫振主動控制系統，包括位移檢測單元、信號采集單元、中央控制單元、音圈電機驅動器和音圈電機，其中位移檢測單元用于對工件由于顫振產生的位移執行感測，并獲得檢測電壓信號；信號采集單元用于采集檢測電壓信號并輸送給中央控制單元；中央控制單元根據所接收的信號相應計算控制電壓信號；音圈電機驅動器將控制電壓信號轉換為電流信號并予以功率放大，然后輸出至音圈電機使其驅動，由此實現銑削加工顫振主動控制過程。本發明還公開了相應的控制方法。通過本發明，能夠以響應快、輸出力大、便于操控的方式執行顫振主動
華中科技大學
2021-04-14
一種基于廣義區間的切削加工顫振辨識方法
本發明公開了一種基于廣義區間的切削加工顫振辨識方法，包括：獲取切削加工中的切削數據形成切削加工信號數據集；對切削加工信號數據集進行區間化處理獲得廣義區間化的數據集，并提取其廣義區間特征量集；建立初始的廣義神經網絡模型，并對切削加工狀態進行編碼，形成廣義神經網絡輸出的理想目標，訓練廣義神經網絡，獲取優化的廣義神經網絡模型；將待識別的切削加工數據集的廣義區間特征量集代入優化的廣義神經網絡模型中，計算模型輸出結果，并對輸出結果中的區間最大值對應狀態即為辨識的切削加工狀態。本發明的方法可以對切削加工顫振進行
華中科技大學
2021-04-14
一種數控機床銑削加工刀具破損監測方法
本發明公開了一種數控機床銑削加工刀具破損監測方法，該方法通過獲取機床主軸電機電流信號，預處理后經過奇異譜分析與特征值提取過程，建立刀具破損監測模型，實現對刀具破損狀態的監測，達到通過電流信號預測刀具破損的目的。本發明采用電流信號作為監測信號，具有信號獲取容易，傳感器成本低，安裝方便等特點，奇異譜分解可以有效提取信號中與刀具狀態相關的成分，并且奇異譜是基于信號內部結構的分解方法，計算速度快，節省時間；特征值是基于統計方法方差進行提取，可以有效反應刀具破損狀態，并且也具有計算速度快的特點；支持向量機在小
華中科技大學
2021-04-14
一種電弧增材與銑削復合加工方法及其產品
本發明公開了一種電弧增材與銑削復合加工的方法，包括:(1) 將需要加工零件的 STL 三維模型進行分層切片及路徑規劃，生成相應 的 G 代碼，然后導入至電弧增材和銑削加工復合裝置中進行加工;(2) 控制焊槍的開關，氬氣的開關以及復合裝置的運動，來進行電弧增材 制造;(3)當使用焊槍堆積達到需要銑削加工的閾值時，暫停電弧增材 加工，同時 G 代碼控制焊槍相對于銑刀抬高，成形件移動至銑刀下方 進行輪廓和頂面的銑削加工;(4)
華中科技大學
2021-04-14
微型皮拉尼計與體硅器件集成加工的方法
本發明公開了一種微型皮拉尼計與體硅器件集成加工的方法。集成加工的方法包括：在硅基片正面制備體硅器件所需的絕緣層及電路引線；在硅基片的背面或正面沉積一層絕緣隔熱材料，刻蝕去除其四周部分得到絕緣隔熱層；在絕緣隔熱層上制備加熱體和電極；在沒有加熱體的一面制備圖形化的光刻膠掩膜；在有加熱體的一面沉積金屬膜；將金屬膜粘貼在表面有氧化層的硅托片上；對有光刻膠掩膜的一面進行感應耦合等離子體干法刻蝕，刻穿硅基片；去除光刻膠掩膜和金屬膜，得到集成結構。本發明能有效提高皮拉尼計的制備與其它工藝的兼容性，解決皮拉尼計與體
華中科技大學
2021-04-14
飛機復雜結構件數控加工動態特征技術及應用
項目組在國家科技重大專項和國家自然科學基金的支持下，提出了以加工動態特征為載體進行加工全過程工藝知識建模的技術思路，攻克了加工動態特征驅動的自動數控編程和加工變形精確控制技術，為復雜結構件從計算機輔助加工到智能數控加工的跨越提供了理論和技術支撐。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
飛機復雜結構件的數控加工能力是衡量一個國家航空制造水平的重要標志。新一代飛機結構件更復雜、精度要求更高、制造周期要求更短，對五軸聯動數控加工技術提出了更高的要求。項目組在國家科技重大專項和國家自然科學基金的支持下，提出了以加工動態特征為載體進行加工全過程工藝知識建模的技術思路，攻克了加工動態特征驅動的自動數控編程和加工變形精確控制技術，為復雜結構件從計算機輔助加工到智能數控加工的跨越提供了理論和技術支撐。成果在多家航空航天企業推廣應用，完成了多個軍機和C919、ARJ21 等民機型號多件復雜結構件的研制生產，被工信部、發改委和國防科工局作為航空領域國產高檔數控機床應用示范工程三大關鍵共性技術之一，向全國軍工制造行業推廣。
三、創新點
1.揭示了加工過程中間狀態幾何參數、工藝參數、監測檢測量等動態信息的動態迭代規律和傳遞規律，突破了基于加工動態特征的加工全過程工藝知識建模技術，實現了復雜結構件工藝知識積累由以零件為載體到以加工動態特征為載體的模式轉變。
2.提出了基于特征識別的加工特征自動排序、加工驅動幾何自動創建、工藝參數自動迭代方法，構建了加工特征切削參數優化模型，實現了復雜結構件的快速編程和高效加工。
3.提出加工過程中自適應釋放和消除工件變形的加工模式，研制出能監測工件變形的浮動裝夾工藝裝備，突破了基于加工動態特征的裝夾/加工/監測/檢測自適應協同控制技術，實現了加工變形精確控制。
四、主要技術指標
1.特征自動識別率大于95%；
2.刀軌自動生成率大于95%；
3.數控編程效率提高3倍以上；
4.加工效率提高30%以上；
5.大型復雜結構件加工變形控制在0.05mm/m以內。
五、知識產權及獲獎
加工動態特征驅動的智能數控編程與加工技術，研究成果2016年獲“國家技術發明二等獎”、2015年獲“中國機械工業科學技術一等獎”。目前已擁有授權國家發明專利60余項。
六、成果圖片
圖1 成果總體技術
圖2 加工過程零件面型檢測
南京航空航天大學
2022-08-12