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六轴联动电火花加工数控系统及机床

  • 拟合作方式:技术许可、技术转让、产业化合作、联合开发
  • 地区: 北京
  • 行业:智能制造
  • 技术阶段:中试阶段
  • 技术来源:高校/院所技术成果
项目特色:

本项目研制出六轴联动电火花加工数控系统并开发了相应软件,提出并实施了提高闭式整体叶盘电火花加工效率的多种新工艺。

项目概要

  • 技术产品介绍


    闭式整体叶盘类零件是航天、航空发动机的核心部件。国内外普遍采用多轴联动电火花加工技术加工此类零件。

    目前国内制造企业严重依赖进口高端电火花加工设备,而这些设备的功能和使用均受到严格限制。由于战略产业的敏感性,多轴联动电火花加工机床甚至一直被发达国家列为对华实行禁运的高技术产品。研制拥有自主知识产权的六轴联动电火花加工机床,及其相应的六轴电火花加工技术,将有力地提升我国战略产品的制造安全性。

    作为航空、航天发动机的关键零部件,涡轮叶盘很大程度上决定了动力系统的性能、可靠性、寿命和成本。闭式整体涡轮叶盘具有体积小、结构紧凑、力学性能好等优点,成为各国涡轮类零部件优先发展的对象。多轴联动电火花加工所具备的诸多优点,如无宏观切削力、能加工难切削材料、成形精度高等,使其成为闭式整体涡轮叶盘的首选加工方法。

  • 应用场景


    应用于我国航天企业和国际航空发动机企业,并制造出火箭发动机和航空发动机的关键部件,还可应用于燃气轮机、发电设备等高端装备制造。

  • 技术优势


    上海交通大学机械与动力工程学院赵万生教授带领的特种加工科研团队,经过长达八年的科研攻关,突破了一系列关键技术,研制成功了“六轴联动数控电火花加工机床”,并开发了配套的CAD/CAM软件和加工工艺,为制造闭式整体涡轮叶盘提供了一套全面技术解决方案。

    本项目取得主要成果为:
    1. 研制了六轴联动电火花加工数控系统。为制造出具有复杂弯曲流道的闭式整体叶盘,加工机床需包含三个直线自由度和三个旋转自由度。数控系统以“广义单位弧长增量法”插补算法实现了六维空间电极的复杂运动,保证了运动轨迹的光滑;
    2. 开发了闭式整体叶盘六轴联动电火花加工专用CAD/CAM软件,实现了成形电极六轴联动复杂轨迹位姿自动搜索、六轴联动电火花加工数控代码自动生成、六轴联动加工仿真等功能;
    3. 提出并实施了提高闭式整体叶盘电火花加工效率的多种新工艺,其中包括多电极加工、六轴联动摄动进给加工、六轴联动摇动修光等新工艺。

  • 市场前景


    2017年,按高端装备的销售产值占装备制造业的比例为20%来推算,产值超过10万亿元。保持目前的增长态势,预计到2022年有望超过23万亿元。

  • 加分项


    本项目申请发明专利5项、软件著作权4项,发表论文16篇。研制的六轴联动电火花加工数控机床已实现了产业化,填补了我国高端电火花数控机床的空白。

    本项目的CAD/CAM软件和先进工艺技术已分别应用于我国航天企业和国际航空发动机企业,并制造出火箭发动机和航空发动机的关键部件。近三年取得综合经济效益超过5千万元。

    本项目研究成果还可应用于燃气轮机、发电设备等高端装备制造。

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