科创中国
复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-08 17:12:39
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”北京理工大学专业科技服务团| 柳艳云 | 2022-11-24 16:07:44
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。
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应用于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中心、五轴镗铣加工中心、五轴卧式车铣复合加工中心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。
随着五轴车铣加工中心、五轴铣削加工中心、五轴镗铣加工中心等国产高档数控装备大量应用于航天、航空、兵器、能源动力等国家重点行业企业，项目成果对于广大企业提升数控机床的加工效率、保证大型复杂结构件的加工精度和加工稳定性具有广阔的市场前景。
本技术成果可应用于特种难加工材料的切削加工。
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中心、五轴镗铣加工中心、五轴卧式车铣复合加工中心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。
本技术来自北京理工大学相关团队，目前已获授权国家发明专利23项。北京理工大学是首批“高等学校科技成果转化和技术转移基地”，北京理工大学技术转移中心入选了“国家技术转移示范机构”，并被授予“北京市科技成果转化统筹协调与服务平台共建机构”“中关村国家自主创新示范区高校技术转移办公室”“北京理工大学专利运营办公室”等荣誉称号，是“北京高校技术转移联盟”秘书长单位和常驻地。近年来，技术转移中心所开展的相关工作被中央电视台、《人民日报》等权威媒体报道逾百次。
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中心、五轴镗铣加工中心、五轴卧式车铣复合加工中心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。
本技术成果可通过合作开发、技术许可、技术转让或其它方式进行转化。
对接方式
（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；
（2）北理工技术转移中心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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