研究所簡介
科研團隊
總體定位及方向
科研成果
中心依托華中科技大學無錫研究院及數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點實驗室,圍繞航空、能源、船舶、汽車等領(lǐng)域科研院所及企業(yè)對先進制造技術(shù)的需求,開展復雜曲面零部件數(shù)字化制造技術(shù)的研究。聚集了一批復雜曲面數(shù)字化制造技術(shù)領(lǐng)域的專家,建立了包括院士、教授、博士及工程師在內(nèi)的高素質(zhì)科研隊伍,經(jīng)過多年的數(shù)字化制造技術(shù)研究與積累,與全國多家企業(yè)建立了密切的合作,具有深厚的理論基礎(chǔ)及豐富的工程實踐經(jīng)驗。中心配備性能卓越、種類齊全的加工、檢測等進口設(shè)備,能夠開展高端零部件的加工工藝技術(shù)研究及服務工作。在湖北省武漢市及江蘇省無錫市均設(shè)有研發(fā)中心,本著高質(zhì)、高效的經(jīng)營理念,為華中及華東地區(qū)乃至全國的廣大科研院所及企業(yè)提供各種復雜零部件的數(shù)字制造技術(shù)服務。
研發(fā)團隊由中科院丁漢院士領(lǐng)銜,建立了包括教授、博士及工程師在內(nèi)的高素質(zhì)科研隊伍。現(xiàn)有科研人員8名,其中研究生學歷約占80%。成員長期駐扎加工現(xiàn)場從事復雜零件制造基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵工藝技術(shù)研究,了解工程需求及產(chǎn)品難點。
葉片葉輪穩(wěn)定可靠性新技術(shù)研究、加工一致性及精度控制技術(shù)研究、工藝優(yōu)化及高效率加工技術(shù)研究。
為生產(chǎn)型企業(yè)提供對現(xiàn)有制造工藝技術(shù)的優(yōu)化升級服務。
平臺以企業(yè)量大、批次多、技術(shù)難度大的典型零部件加工工藝為研究對象,以提高加工效率、降低成本為目標,深入研究、優(yōu)化現(xiàn)有工藝技術(shù),幫助企業(yè)降本增效、提高市場競爭力。
為高校、科研院所及企業(yè)研發(fā)部門提供多品種、小批量精密零部件試制服務。
平臺依托性能優(yōu)越、種類齊全的進口設(shè)備及專業(yè)技術(shù)團隊,能夠迅速響應高校、科研院所及企業(yè)研發(fā)部門周期緊、變化多的零部件試制需求,高質(zhì)高效地為客戶提供試制服務,縮短企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)周期。
為企業(yè)提供各類復雜零部件加工成套解決方案。
平臺通過對復雜曲面零件制造十幾年來的科研投入與技術(shù)積累,具備了快速開發(fā)高端零部件加工工藝的能力,能夠為企業(yè)提供各式新產(chǎn)品加工成套解決方案,幫助企業(yè)解決其在新品制造上研發(fā)力量不足、周期緊、成本高的難題。
1.科研成果
(1)專有技術(shù)
(2)知識產(chǎn)權(quán)
(3) 平臺核心技術(shù):
①高效路徑規(guī)劃
線接觸成形加工
線接觸側(cè)銑加工是用刀具側(cè)刃成形的加工方法,相對于用刀具端部成形的點銑加工具有材料去除率高、表面質(zhì)量好和成本低的特點。平臺在前期研究基礎(chǔ)上繼續(xù)開展高精度直紋化逼近及多行分層側(cè)銑加工技術(shù)研究,將側(cè)銑加工技術(shù)應用拓寬至類直紋面及自由曲面葉片葉輪制造,極大提升制造效率。
周向定切寬路徑規(guī)劃
整體葉盤的材料去除率高達70%以上,開粗工藝極大影響整體葉盤的加工效率。以航空發(fā)動機壓氣機鈦合金整體葉盤為研究對象,針對目前主流整體葉輪葉盤CAM軟件模塊提供的層銑開粗策略(雙邊偏置以及環(huán)形走刀)耗時長及刀具易磨損的問題,深入開展切削路徑更短、刀具加工工況更好的整體葉輪開粗周向定切寬路徑規(guī)劃技術(shù)研究。
高效插銑路徑規(guī)劃
整體葉輪各葉片間的流道區(qū)域為特殊型腔結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的立式銑刀分層加工方法使得刀具受到較大的徑向力,特別對于深腔葉輪流道,刀具懸伸長、剛性弱,在徑向力作用下易發(fā)生較大的變形、振動,造成劇烈磨損,使得加工效率大大降低。針對上述問題,開展高效插銑路徑規(guī)劃研究,確保大懸伸刀具加工穩(wěn)定性,提高加工效率。
②切削振動抑制
五軸進給速度優(yōu)化
葉輪葉片零件五軸加工中,刀軸時變特性會造成切削力的波動,特別對于葉片進出氣邊(曲率變化較大、精度要求高),切削力的突變,容易造成加工振動和過切現(xiàn)象。針對這一問題開展恒定最大瞬時切削力的進給率優(yōu)化研究,通過實時改變刀位進給,控制切削力變化范圍,保證切削過程平穩(wěn),同時提升加工效率和表面質(zhì)量。
穩(wěn)定域預測及參數(shù)優(yōu)化
針對兩機葉片,尤其是大型風扇薄壁葉片加工易振動、加工效率低的實際問題,進行切削過程動力學深入研究,提出加工過程三維穩(wěn)定域計算分析和工件大幅振動下的全局穩(wěn)定域計算方法,通過穩(wěn)定域預測指導工藝參數(shù)優(yōu)選,從而抑制加工過程振動現(xiàn)象。
③薄壁變形控制
RSF粗精混合加工技術(shù)
航空發(fā)動機壓氣機整體葉盤葉片厚度小、懸伸大,傳統(tǒng)先粗-后精的加工工藝中粗銑去除大部分余量,使得精銑過程葉片剛性急劇下降,型面易變形,葉頂前緣極易出現(xiàn)振動。針對這一問題繼續(xù)深入研究整體葉輪RSF粗-半精-精混合銑削加工技術(shù),通過粗-半精-精混合逐層下切,始終控制葉片切除區(qū)域懸伸與厚度,增加系統(tǒng)剛性,確保葉片表面質(zhì)量,有效控制葉片變形。
薄壁變形預測技術(shù)
針對薄壁葉片加工易變形和進出氣邊加工超差的問題,開展葉片變形預測和表面定位誤差計算研究,研究葉片在材料去除過程中的變形機理和工藝參數(shù)對變形大小的影響規(guī)律,掌握葉片切削全過程不同工步安排下的變形控制方法,指導工藝工序總體改進。(OGV葉片變形難題:GE每年需求量高達3萬片,國內(nèi)尚無一家制造企業(yè)掌握其變形控制技術(shù)。)
④加工-測量一體化
復雜零件測量與補償加工技術(shù)
復雜零件銑削過程中刀具磨損、讓刀、零件變形等因素易致使傳統(tǒng)離線編程加工精度失控,通過研究在線測量-補償加工技術(shù),將在線測量數(shù)據(jù)反饋到CAD模型,進行誤差分離和溯源,調(diào)整刀具路徑,實現(xiàn)加工閉環(huán)數(shù)據(jù)傳遞,最終提高復雜零件制造精度。
葉片類零件自適應加工技術(shù)
葉片自適應加工技術(shù)廣泛應用于葉片修復、精鍛葉片轉(zhuǎn)接、凸臺、進出氣邊局部加工、整體葉盤線性摩擦焊-葉根加工。工藝不確定性使得即使同一批次的葉片也存在細微差別,同一加工程序不能滿足葉片個體實際加工需求。研究葉片自適應加工技術(shù),通過在線測量、最佳擬合、模型重構(gòu)、路徑自動修正,從而保證葉片個體加工質(zhì)量。
2.服務范圍
(1)咨詢服務
① 技術(shù)咨詢
② 方案設(shè)計
③ 產(chǎn)品規(guī)劃
(2)技術(shù)開發(fā)
① 工藝開發(fā)
② 系統(tǒng)開發(fā)
③ 車間改造
(3)設(shè)備共享
① 加工設(shè)備
② 測量設(shè)備
③ 檢測設(shè)備 測量分為可出具資質(zhì)報告與企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品質(zhì)檢兩種,提供技術(shù)人員
④ 實驗共享設(shè)備(設(shè)備租賃、共享)