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复杂结构件数控加工精度与稳定性控制

一、成果简介

随着航天发动机性能和技术指标的不断提升,涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件,此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求,迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。

项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下,系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律,提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法,提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法,提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法,掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律,揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响,通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼,实现颤振在线抑制,显著扩大了极限稳定区域。

形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系,应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工im APP、车铣复合加工im APP和数控系统换脑工程,显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性,获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。

二、应用领域

特种难加工材料的切削加工。

三、市场前景

航天特种难加工材料切削机理、五轴侧铣刀具设计制造、整体复杂异形结构五轴铣削工艺规划、弱刚度薄壁结构加工变形控制、高速铣削稳定性控制与颤振抑制、切削数据库与数据服务等技术成果已应用于北京某研究所航天发动机数字化柔性生产线,极大地提升了五轴叶轮加工im APP、五轴镗铣加工im APP、五轴卧式车铣复合加工im APP等国产高端数控装备对于五轴铣削、车铣复合加工的工艺适应能力,显著提高了钛合金、高温合金、金属间化合物等航天特种难加工材料的切削加工效率,加工精度和表面质量全面满足设计要求,为实施航天发动机智能制造工程打下了坚实基础,市场前景广阔。

四、知识产权

1、知识产权为im电竞APP(中国)单独持有;

2、本项目已授权发明专利23项。

五、合作方式

合作开发、技术许可、技术转让或其它方式。

六、对接方式

(1)合作意向方联系im电竞APP(中国);

(2)im电竞APP(中国)沟通了解意向方情况;

(3)会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。

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