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本項(xiàng)目針對(duì)航空航天中的鈦合金框架類零件，擬通過(guò)加工工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)效率最大化和成本最小化雙目標(biāo)；并以典型零部件，即某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的切削大數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，采用深度學(xué)習(xí)方法對(duì)其進(jìn)行多層次、多目標(biāo)優(yōu)化分析，研發(fā)可替代進(jìn)口航空航天精密刀具9-12種。并將應(yīng)用對(duì)象擴(kuò)展到大飛機(jī)滑軌零件、渦輪盤(pán)零件、航空高溫合金零件等航空航天關(guān)鍵零部件。 該項(xiàng)目成果已在西飛、西航等大型航空航天企業(yè)的重點(diǎn)型號(hào)工程上得以應(yīng)用。預(yù)期在未來(lái)五年內(nèi)產(chǎn)生1億元的經(jīng)濟(jì)效益；相較現(xiàn)有加工方式，預(yù)期可節(jié)省10%的原料，同時(shí)縮短加工周期；項(xiàng)目預(yù)期產(chǎn)生2億元左右的間接經(jīng)濟(jì)效益；項(xiàng)目成果的整體性價(jià)比優(yōu)于同類國(guó)外進(jìn)口刀具產(chǎn)品的15%。本項(xiàng)目極大推動(dòng)了校企合作平臺(tái)的構(gòu)建、制造大數(shù)據(jù)示范應(yīng)用及工業(yè)4.0大學(xué)版智能制造平臺(tái)的建設(shè)；部分打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)行業(yè)引領(lǐng)和國(guó)際領(lǐng)先。

高效零件軋制（楔橫軋與斜軋）是一種零件成形新工藝新技術(shù)。與傳統(tǒng)的鍛造切削工藝生產(chǎn)某些軸類零件相比較其優(yōu)點(diǎn)為：生產(chǎn)效率高3~10倍；材料利用率提高20~35%；零件的綜合機(jī)械性能提高30%以上；模具壽命20倍左右；產(chǎn)品成本平均降低30%左右。 北京科技大學(xué) 零件軋制研究中心開(kāi)展這項(xiàng)研究工作已40多年。獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國(guó)家技術(shù)發(fā)明四等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)5項(xiàng)。1990年，列為國(guó)家科委首批《國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃》項(xiàng)目。由于推廣工作顯著，在1995年召開(kāi)的全國(guó)科技工作大會(huì)上，被國(guó)家科委評(píng)為《全國(guó)十大典型推廣項(xiàng)目》之一。 應(yīng)用范圍 楔橫軋典型零件有：汽車中的變速箱一軸、二軸、中間軸、后橋主動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向球銷與拉桿、四聯(lián)齒輪、吊耳軸、半軸等；拖拉機(jī)中的變速箱I、II、III、V軸，半軸等；發(fā)動(dòng)機(jī)中的一缸至六缸凸輪軸、啟動(dòng)軸等；油泵的二缸至六缸凸輪軸、齒輪軸；摩托車與自行車中的齒輪軸、傳動(dòng)主軸、花鍵軸、啟動(dòng)軸、曲柄等；五金工具中的鉗子、扳手、鑿子、卸扣等；其它零件，如電機(jī)軸截齒刀體、紡織錠桿、電機(jī)軸、裝飾零件等。斜軋典型零件有：?25mm~?50mm軸承鋼球，?3mm~?6mm自行車鋼珠，?5mm~?25mm鋁球，?20mm~?125mm球磨鋼球，?10mm~?40mm圓柱、圓錐與球面滾子、汽車二聯(lián)與四聯(lián)齒輪與球銷、內(nèi)燃機(jī)搖臂、電力掛環(huán)、錨鉤等。 主要生產(chǎn)設(shè)備為：楔橫軋機(jī)和斜軋機(jī)，電加熱設(shè)備，切料設(shè)備等。 楔橫軋機(jī)系列為：H500、H630、H800、H1000、H1200。 斜軋機(jī)系列為：?20mm、?40mm、?50mm、?60mm、?80mm、?100mm。

內(nèi)容介紹： 本項(xiàng)目針對(duì)高性能復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)件成形的技術(shù)難題和快速響應(yīng)需求， 建立了金屬結(jié)構(gòu)件激光立體成形科學(xué)與技術(shù)整體架構(gòu)和成形工藝規(guī)范， 成形與修復(fù)構(gòu)件的綜合力學(xué)性能達(dá)到鍛件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了具有自主知 識(shí)產(chǎn)權(quán)系列激光立體成形與修復(fù)工藝裝備，并在國(guó)內(nèi)首先實(shí)現(xiàn)了商業(yè)應(yīng) 用，為激光立體成形技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。 該技術(shù)獲授權(quán)發(fā)明專

成果簡(jiǎn)介：所研制的微小型零件顯微視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，適用于各種塊類、板類微小型零件及小模數(shù)微小型直齒輪的任意邊緣的微米級(jí)精度測(cè)量和微結(jié)構(gòu)在線快速測(cè)量。 技術(shù)指標(biāo)：X/Y方向測(cè)量范圍：0.01mm-50mm；Z方向測(cè)量范圍：0.01mm-100mm；X/Y方向位置檢測(cè)分辨率：0.05?m;X/Y方向測(cè)量精度：(1+1000/L)?m；可進(jìn)行模數(shù)≤0.2mm微小型模數(shù)直齒輪的基本參數(shù)、幾何尺寸、主要單項(xiàng)誤差和綜合誤差測(cè)量。榮獲國(guó)防科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，兵器科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利1項(xiàng)。

研究?jī)?nèi)容 ：屬于金屬性成型技術(shù)中的擠壓工藝，特別涉及底部帶生產(chǎn) 連續(xù)進(jìn)行，制件成型后必須盡快從模具中取出。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模具是直接反 頂制件，這種做法不能保證制件可靠、順利地脫模。另一種做法是將模具 解體甚至破壞掉，才能將制件取出，效率極低或根本不實(shí)用。已經(jīng)成功運(yùn) 用于內(nèi)燃鑿巖機(jī) “轉(zhuǎn)動(dòng)筒套體 ”毛坯的生產(chǎn)中。本項(xiàng)目比較有針對(duì)性和專業(yè) 性，特別適合于金屬成型技術(shù)中的擠壓工藝，在汽車零件、五金工具等行 業(yè)有應(yīng)用前景。

技術(shù)原理及特點(diǎn) ：本研究的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椴牧霞庸すこ蹋貏e是鋼制件 的塑性加工。本研究針對(duì)鑿巖機(jī)產(chǎn)品中同類零件最復(fù)雜的 “轉(zhuǎn)動(dòng)筒套體 ”， 從正、反擠壓 2 方面開(kāi)展了工藝試驗(yàn)與應(yīng)用研究，成功開(kāi)發(fā)了 “轉(zhuǎn)動(dòng)筒套 體”熱擠壓工藝。 本研究設(shè)計(jì)應(yīng)用了一種 “分步脫模 ”機(jī)構(gòu)，解決了經(jīng)典的正擠壓模具結(jié) 構(gòu)存在的制件脫模難這一關(guān)鍵問(wèn)題，正擠壓分步脫模法為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。 本研究在江西省內(nèi)和鑿巖機(jī)行業(yè)同類零件

提出了結(jié)構(gòu)和零件的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度特征預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)結(jié)構(gòu)和零件的靜強(qiáng)度和強(qiáng)度特征而非材料的靜強(qiáng)度和強(qiáng)度特征進(jìn)行疲勞仿真。

項(xiàng)目概況 目前，國(guó)內(nèi)外大量應(yīng)用弧焊機(jī)器人系統(tǒng)從整體上看基本都屬第一代或準(zhǔn)二代焊接機(jī)器人 系統(tǒng)。由于焊接路徑和焊接參數(shù)是根據(jù)實(shí)際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置的，在焊接時(shí)缺少外部信息傳 感和實(shí)時(shí)調(diào)整控制功能，這類弧焊機(jī)器人一般不能應(yīng)對(duì)焊接作業(yè)條件嚴(yán)格的穩(wěn)定性要求，焊 接時(shí)缺乏“柔性”，表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)。在實(shí)際弧焊過(guò)程中，焊接條件是經(jīng)常變化的，如加 工和裝配等誤差會(huì)造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過(guò)程中工件受熱及散熱條件改變會(huì)造成 焊道變形和熔透不均。 為克服機(jī)器人焊接過(guò)程中各種不確定性因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，提高機(jī)器人作業(yè)智能化 水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整，且能實(shí)現(xiàn)焊縫 的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤。已完成鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技 術(shù)，使企業(yè)塞拉門(mén)設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。 本項(xiàng)目具有國(guó)際先進(jìn)水平，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 主要特點(diǎn) 已完成的項(xiàng)目，塞拉門(mén)框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點(diǎn)多 而短、焊接質(zhì)量要求高，故解決柔性?shī)A具設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)兩面焊接、滿足多系列多規(guī)格門(mén)框尺 寸的要求是體現(xiàn)了成果的先進(jìn)性； 鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器人柔性工作站所包括的柔性?shī)A具、焊縫智能跟蹤與圖象處理 技術(shù)，使企業(yè)塞拉門(mén)設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，體現(xiàn)了成果的創(chuàng)造性。 技術(shù)指標(biāo) 國(guó)內(nèi)城市軌道車輛、高速列車的迅猛發(fā)展使得城軌門(mén)生產(chǎn)逐年猛增，品種不斷翻新，但 鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術(shù)水平，效率低， 焊接質(zhì)量欠佳，優(yōu)質(zhì)品率低，是制約我國(guó)城軌門(mén)產(chǎn)品升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)。 首選企業(yè)的高精度焊件達(dá)到：焊縫識(shí)別誤差 600×600 像素， ±0.25mm，±0.20mm；焊 槍姿態(tài)誤差，±0.045mm，±0.040mm；其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊 接電流誤差等），±0.030mm，±0.020mm；視覺(jué)跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。 市場(chǎng)前景 成果實(shí)施后使用單位使用前手工焊接的 1.2 萬(wàn)件/年，達(dá)到 4 萬(wàn)件。按人工焊接生產(chǎn)水 平，支出費(fèi)用為 72 萬(wàn)×3.5=252 萬(wàn)，機(jī)器人的投入成本 1 年半內(nèi)可收回，且可滿足使用單位 近 3-5 年的發(fā)展需求。 按近幾年使用單位產(chǎn)品產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度，2009-2010 年產(chǎn)量可達(dá) 5.5 萬(wàn)件，2 臺(tái)機(jī)器人 工作站每年可生產(chǎn) 5.68 萬(wàn)件，完全滿足生產(chǎn)要求。若仍用人工焊接則成本支出為 72 萬(wàn) ×4.6=331.2 萬(wàn)元，而機(jī)器人工作臺(tái)投入費(fèi)用為零。企業(yè)每年可新增產(chǎn)值 4-5 億元，利稅 1.2-1.5 億元。 市場(chǎng)應(yīng)用方面已具備推廣應(yīng)用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業(yè)高精度特 材焊件設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和提升產(chǎn)業(yè)集聚度，使產(chǎn)品達(dá)同行業(yè)國(guó)8 內(nèi)領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平，且可成為企業(yè)現(xiàn)代先進(jìn)制造工藝與裝備工程應(yīng)用的一個(gè)亮點(diǎn)。通過(guò) 開(kāi)發(fā)研制，真正體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研合作的現(xiàn)代高等教育理念，在高校和企業(yè)中鍛煉出一批機(jī)器人 研制方面、具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的科技人才。