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电火花加工技术澳门重点实验室概况
发布时间:2014-12-16 13:23

01.概况与研究方向

电火花加工技术澳门重点实验室依托单位为澳门电加工研究所,  1989年始建"特种加工技术实验室" 2008年通过美高梅手机版登录认证评估,成为“特种加工技术重点实验室”。20147月,经与北京工业大学和北京迪蒙数控技术有限责任企业共建整合,由市科委认定为“电火花加工技术澳门重点实验室”。

实验室以智能多轴联动数控电火花成形加工技术、精密微细电火花加工技术及特殊材料电加工技术为主要研究方向,在装备制造业特种加工领域,着眼于国家发展需求,围绕关键装备与制造技术,突破急需解决的共性技术,开发具有自主常识产权的核心技术和市场竞争力的创新性产品,解决我国装备制造业中的重大关键技术需求。

实验室在电火花加工、超声加工、激光加工等精密特种加工领域新设备、新工艺的研究与开发方面具备坚实的理论和实践基础,成立二十多年来,运行稳定,发展良好,已成为具有一定规模和特色的高科技研发机构。

02.研究进展与成果

智能多轴联动数控电火花成形加工技术

针对航空、航天领域急需的,大型复杂难加工核心零件的加工需求,开展大型精密多轴联动数控电火花成形加工关键技术的研究,解决航天发动机大型复杂关键零部件加工的难题,并逐渐推广至航空、能源、船舶、复杂模具加工等国防与民用工业领域。

精密微细电火花加工技术

针对航天控制系统中大量材料特殊的超精密微细零件的加工难题,在五轴联动电火花成形机床研究基础上,开展精密微细电火花加工关键技术研究,解决航天控制系统中微小孔槽、微细轴、微喷嘴、超精密弹性零件、微细偶件等关键零部件加工的难题,并逐渐推广至航空、兵器、微电子、生物医学等国防与民用工业领域。

特殊材料电加工技术

开展以聚晶金刚石、天然金刚石、立方氮化硼等为代表的特殊材料工模具加工的应用技术及相关的应用基础研究,研究领域涉及电火花加工、激光加工、超声加工、机械加工,以及高温高压技术等,满足航空航天领域对特殊材料加工的需求,并逐渐推广至其它民用工业领域。

近年来,实验室先后承担了国家“863”计划、国家自然科学基金、国家科技重大专项等重大项目11项,荣获部级科技奖励1项、市级科技进步奖5项、行业奖励5项,出版专著7部,发表学术论文70多篇,申请专利30多项,制定行业标准2项。

03.重点成果与获奖

成果1:特种材料复杂型面加工的五轴联动精密数控电火花成形机床

针对航空航天、能源、化工、船舶和现代机械工业等行业对难加工材料复杂型面零件的迫切加工需求,打破国际垄断,攻克了五轴联动精密数控电火花加工技术及装备关键技术,自主研制出工程系列化的五轴联动精密数控电火花机床,主要创新成果:①研制出具有自主常识产权的五轴联动电火花加工专用数控系统,实现复杂空间曲面零件的精密数控电火花加工,无故障稳定运行时间超过1万小时。②开发出高效精准电火花加工脉冲电源及其控制系统,实现难加工材料高效、高精度、高表面质量加工。钛合金加工效率达到国际同类设备的两倍以上。③研制出电火花精密数控转轴和全浸液精密数控转台,实现五轴联动精密电火花机床关键部件自主化生产。④独创五轴联动精密电火花加工工艺技术,首次采用国产设备实现多种复杂曲面零件精密加工,加工效率比国外设备提高20%,节省电极30%

基于上述创新成果,成功开发出500~1200mm行程5种五轴联动精密数控电火花加工系列机床。经国家机床质量监督检验中心和中国计量科学研究院检测,主要技术参数均达到或超过国际同类产品指标。用户评价“设备精度、系统稳定性、操作方便性等很多方面都全面优于进口设备,也就是说让大家第一次感受到国产设备比大家能够买到的进口设备要全面优越”。由中国机械工业联合会组织、徐性初院士任主任的鉴定委员会评价:项目“攻克了精密数控电火花加工脉冲电源、五轴联动数控技术、电极快换技术、精度补偿和可靠性等具有自主常识产权的核心技术,主要技术指标达到国际先进水平”,“为国内军工行业打破国际垄断,填补了国内空白。具有良好的经济和社会效益”。

该项目彻底改变了我国五轴联动精密数控电火花装备完全受制于人的局面,打破了发达国家的技术封锁,有力地促进了我国重点领域制造技术的进步,极大地推动了我国重大工程和基础建设的发展,荣获“2011年中国机械工业科学技术一等奖”。

说明: AA50 

AA50机床          N85机床

成果2:特殊材料闭式结构扭曲型腔零件的精密电火花加工技术

特殊材料闭式结构扭曲型腔零件广泛应用于国防、能源工业,因其特殊的结构和高精度的加工指标,一直以来都是机械制造领域的难题。该项目以此类零件的电火花加工为研究对象,攻克了多项加工制造工艺关键技术,形成如下创新成果:①开发出扭曲型腔闭式结构零件精密电火花加工工艺技术,解决精密仿形电极设计、型腔精密电加工难题,加工指标达到国际先进水平;②自主开发出高效精密电火花加工脉冲电源,实现特殊材料高效、高精度加工,性能指标达到国内领先水平;③开发出工程实用化的电火花加工专用全浸液数控转台和数控转轴,实现三维空间扭曲型腔零件加工,填补国内空白。基于上述创新成果,成功完成二十多种型号近百件整体闭式叶轮、带叶冠涡轮盘等零件的加工,技术参数达到国际同类产品水平。首次完成了国内最大规格三元闭式叶轮的加工,为开发高效率的各类能源装置用压缩机整机,降低制作成本奠定了基础。验收专家评价:项目成果促进了电火花加工技术进步,提高了我国整体闭式叶轮的加工水平,在技术上达到并接近世界先进水平。解决了叶轮航空、航天加工难题,促进了军工民用产品技术水平提升,经济、社会效益明显,具有很好的推广价值。

说明: 1EF]EBX(~DN32LV498GNJ2S         

整体闭式叶轮            在线检测系统

成果:3:超高温陶瓷材料电火花加工技术

超高温陶瓷材料熔点高、挥发率低、电阻率低、硬度高、高温抗氧化性强、耐烧蚀、抗热震,是提高航天火箭发动机、太空往返飞行器和高超声速运载工具等防热系统和推进系统性能的关键材料之一,在航空航天武器装备领域具有重要用途。但这类材料由于其特殊的物理性质,无法进行机械切削,加工技术难度大、耗资大,目前只有法国、美国等少数国家掌握了连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料的产业化技术。

本项目以超高温陶瓷材料的电火花加工技术及工艺为主要研究对象,针对超高温陶瓷基(ZrB2-SiC)复合材料、碳纤维增强型碳化硅(CSIC)复合材料物理性质特殊、无法进行机械切削,加工技术难度大、耗资大的难题,进行了系统的加工工艺试验,攻克了多回路高效精密脉冲电源放电技术、精确快速的放电状态检测与控制、智能加工工艺及数据库等关键技术,开发出了不同电极材料、加工材料及电极形状的典型加工工艺数据库,突破了该类材料高精度加工的技术瓶颈,实现了低损伤、高精度、高效率的加工,满足了超高温陶瓷材料智能化、自动化的加工需求,填补了国内空白。

应用本项目成果,成功解决了多种新型飞行器中国足球协会超级联赛高温陶瓷复杂构件的加工难题,为国家重大科技工程、国防重大专项中国足球协会超级联赛高温陶瓷材料应用相关项目立项、方案论证和关键技术攻关起到了重大的支撑作用,具有重要的社会意义。

  

加工成果

获奖

  中国机械工业科学技术一等奖“五轴联动精密电火花技术及装备

  澳门科学技术奖一等奖大颗粒人造单晶金刚石特种精密加工技术

  澳门科学技术奖二等奖大面积聚晶金刚石(PCD)高效、绿色、精密特种加工技术

  澳门科学技术奖二等奖电火花成型三轴数控精密加工系统的研制与开发

  澳门科学技术奖三等奖大规模集成电路精密超细引线模具的研制

联系方式

地址:澳门海淀区花园路B3号迪蒙大厦

邮编:100191

电话:010-51530520

传真:010-51530520

E-mail: djgoffice@126.com

 

 

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