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本項目針對航空航天中的鈦合金框架類零件，擬通過加工工藝優化實現效率最大化和成本最小化雙目標；并以典型零部件，即某型航空發動機機匣的切削大數據為研究對象，采用深度學習方法對其進行多層次、多目標優化分析，研發可替代進口航空航天精密刀具9-12種。并將應用對象擴展到大飛機滑軌零件、渦輪盤零件、航空高溫合金零件等航空航天關鍵零部件。 該項目成果已在西飛、西航等大型航空航天企業的重點型號工程上得以應用。預期在未來五年內產生1億元的經濟效益；相較現有加工方式，預期可節省10%的原料，同時縮短加工周期；項目預期產生2億元左右的間接經濟效益；項目成果的整體性價比優于同類國外進口刀具產品的15%。本項目極大推動了校企合作平臺的構建、制造大數據示范應用及工業4.0大學版智能制造平臺的建設；部分打破國外壟斷，實現行業引領和國際領先。

項目針對汽車覆蓋件模具的高速高精加工，提出了面向加工特征的模具型面粗加工策略、面向刀具序列的分片加工策略和基于微觀幾何仿真和瞬時切削力模型的進給速度優化方法，使每臺設備加工效率提高20%以上；提出了三維刃口輪廓的螺旋線插補加工方法，改變了以往靠手工調整的不足，實現了三維刃口輪廓的高效數控自動加工，不僅使加工效率提高了30%以上，而且防止了加工過程中可能出現的干涉現象，保證了加工質量。針對刃口空檔背銑刀加工過程中缺乏專門的CAM模塊、加工編程繁瑣、精度不易保證的缺點，提出新的刃口空檔背銑刀數控加工策略，能根據輸入的參數，偏置刃口線后計算出加工軌跡，在計算過程中考慮了刀具的干涉，保證了程序的安全性。 該項目成果已在天津汽車模具股份有限公司得到了推廣應用，并創造了顯著的經濟效，三年來為企業增加利潤1300多萬元。經天津市高新技術成果轉化中心組織專家鑒定，結論為國際先進水平。

王小椿教授開發的用于解決加工單件小批量螺傘的配套軟件。該軟件可以利用普通的立銑刀和角度銑刀在五軸聯動加工中心上加工高質量的螺旋傘齒輪。采用該軟件包加工的螺旋傘齒輪和采用Gleason制銑齒機加工的螺旋傘齒輪具有完全相同的齒面幾何參數，保證了樣機或維修后的設備與原設計具有完全的同一性。由于采用通用刀具，縮短了加工準備周期，減少了刀具的初次投入費用，降低了單件小批量螺旋傘齒輪的制造成本、縮短了制造周期。 本軟件包包括齒坯設計/齒坯參數輸入模塊、干涉檢驗模塊、承載能力計算模塊、采用立銑刀的齒輪粗加工CAM模塊、采用立銑刀的齒輪精加工CAM模塊、采用角度銑刀的齒輪粗加工CAM模塊、采用角度銑刀的齒輪精加工CAM模塊和齒面接觸分析模塊（TCA），可以滿足生產、產品開發和設備維修的需要。 主要應用范圍： 該軟件可以利用普通的立銑刀和角度銑刀在五軸聯動加工中心上加工高質量的螺旋傘齒輪。

本發明多源約束類復雜曲面零件精密加工預處理方法屬于復雜曲面零件精密加工領域，特別涉及多源約束類復雜曲面零件精密加工預處理方法。本發明對復雜曲面零件進行約束源分析，先確定零件類型，根據目標曲面最終面形的約束源類型，分析約束間的耦合作用機理，建立約束源之間的耦合關聯模型，以滿足性能指標為目標，找出對目標曲面的面形起決定作用的以性能指標為驅動的性能相伴曲面，確定通過調整幾何約束以滿足性能要求的修磨補償方法，求得目標曲面各點區域的加工余量分布，最終確定滿足性能指標的目標曲面精確面形。本發明提高了該類復雜曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同時滿足幾何要求和性能要求。

項目簡介 針對制約我國機械裝備行業發展與提升的復雜關鍵零部件再設計與快速加381 工等技術瓶頸，以影響整機性能的機械裝備凸輪、汽輪機葉片、螺桿壓縮機轉子、 增壓器葉輪等為研究對象，著力構建未知自由曲面復雜零件再設計技術與數據點 云直接加工技術的集成創新，使再設計效率和直接加工精度得到極大提高，技術 水平和產業化成果達到國內同類研究和應用的領先水平。 技術指標 (1)未知自由曲面復雜零件的高精高效數字化技術。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測量路徑規劃技術、曲率連續自適應測量技術、BP 人工神經 網絡重定位技術、Delaunay 半徑補償技術等，開發了“復雜未知自由曲面三維智 能測量系統”，為高精高效數字化奠定了基礎。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點光順技術。針對傳統光順算法計算 效率極低，細節難于保留等問題，研究了二進小波多分辨快速光順技術和有理數 尺度小波的任意分辨率光順技術，首創了“曲線曲面多分辨分析光順系統”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復雜零件的三維再設計質量控制技術。針對多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評判手段有限等難題，研究了基于線性假設和逆問題的多分辨光順精度 控制技術、基于極限反射法的曲面品質分析技術，開發了“極限反射法曲面品質 分析系統”，實現了光順尺度的快速反算，消除了視點和光源對評判結果的影響。 (4)雙映射法數據點云直接加工技術。針對 CAD 建模及傳統數控加工所引起 的累計誤差，研究了雙映射散亂點云結構拓撲技術、數據點云全干涉檢查技術、 無干涉刀具加工路徑規劃技術，開發了“數據點云直接刀具規劃與加工系統”， 實現了數據點云的直接加工，填補了國內在該領域的空白。 效益分析 項目研究成果使系統的測量精度提高了 1 個數量級，測量效率提高了 3 倍以 上，再設計周期縮短了 30%，在機床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達μm 級。項目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機股份有限公司和無 錫沃凱精密機械制造有限公司等得到成功應用，研究成果獲發明專利 7 項，軟件 著作權 7 項，發表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應用情況 本成果有助于提升企業研發實力與效率，降低研發成本，提升企業技術水平 和核心競爭力。首創的數據點云直接加工技術，縮短了企業的工藝流程，提升了 產品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對企業的節能減排和綠色制造同樣382 有顯著作用。項目在機械裝備行業有極好的推廣應用價值和社會效益。

項目概況 軍事工業中的彈藥部件、微波通訊器材中的殼體、汽車中的安全氣囊、壓縮機中的渦旋殼體等都屬于鋁合金殼體類零件。這些鋁合金殼體都是具有異型型腔的盲孔類零件，其尺寸精度要求高、內孔型腔復雜和光潔度要求相當高，而且內孔側壁與底面相交部分的圓角半徑極小，內孔側壁相交部分的圓角較小。 對于形狀復雜、型腔深度較淺的盤狀類鋁合金殼體以及型腔深度較深的筒形類鋁合金殼體，采用精密鍛造成形工藝及模具等成套加工技術在硬鋁合金如2A12、鍛鋁合金如6063和6061、超硬鋁合金如7A04等鋁合金殼體的大批量工業生產上獲得了應用，達到了高效、經濟、精密制造加工的目的。主要特點 采用精密鍛造成形加工技術為軍事工業、通信器材和汽車等裝備上使用的量大、面廣的鋁合金殼體類零件的精密制造提供坯件，是提高生產效率、降低制造成本的關鍵技術。它解決了我國國內在汽車、通用機械、微波通信、軍事工業等生產企業中普遍采用的數控加工方法加工這類鋁合金殼體中存在的材料消耗大、生產效率低、能源消耗大、生產周期長和制造成本高等一系列問題，為鋁合金殼體零件的生產提供一種實用、可靠、高效、經濟的制造工藝。技術指標 對于鋁合金殼體類零件，目前國內普遍采用數控車床、數控加工中心來加工這類殼體，這種加工方法可以得到合格的鋁合金殼體；但該加工方法的材料利用率極低、生產效率低（只能采用小直徑的銑刀，因此每次機加工量較小，需要很長的加工時間）、能源消耗大、生產周期長以及制造成本很高，因此國內企業的生產規模不大、產量不高，難于同國際相關行業竟爭。 國內有些企業曾采用精密壓鑄技術來生產這類鋁合金殼體，但由于壓鑄的鋁合金殼體的內孔型腔光潔度差、殼體內始終存在著氣孔和夾雜等鑄造缺陷，使鋁合金殼體的機械性能大大降低；難以達到鋁合金殼體類零件的使用性能要求。 采用精密鍛造成形工藝進行鋁合金殼體類零件的生產，具有如下技術優勢：（1） 殼體組織致密、表面光潔；（2） 材料利用率高，可達到70%～90%；（3） 生產效率高，可班產1000件～1500件。（4） 尺寸一致性好；（5） 設備投資少。市場前景 該項目的推廣應用，既可節約貴重的鋁合金材料，又能大大提高生產效率、減少加工工序，能顯著降低制造成本；因此，具有顯著的社會效益和經濟效益。

發動機是汽車的“心臟”，不同的發動機類型決定了車的類型和最終性能。在發動 機設計中，在工藝和裝備的設計、制造直至投產的整個周期中，工藝和裝備的設計、制 造占有三分之二的時間成為發動機改型換代的制約因素。目前，我國發動機行業的工藝 整體布局和設計仍然依靠人工憑經驗設計，其設計思想，設計手段仍停留在相當弱后的 水平上，致使發動機的關鍵零件生產線的規劃設計不得不花費大量外匯，依靠國外來設 計規劃，這與我國汽車工業的發展完全不相適應。尤其當我國加入 WTO 后，轎車工業將 面臨生死存亡的嚴峻考驗，沒有“邊生產，邊設計，邊規劃，邊創新”的靈活多變的高 科技的設計與制造技術，就只有被動挨打。發動機是一個復雜的體系，其零部件不僅數 量眾多、結構復雜，而且結構上存在著制約關系，顯而易見它的零部件的加工必然是復 雜的，并且技術要求也非常高和苛刻，這就給制訂加工工藝的技術人員帶來了巨大的困 難，并且不同的技術人員有不同的技術背景，當然所制訂的加工工藝也就存在著很大的 隨機性。為了能制造出高質、高效和低成本發動機，必然希望花費最少的人力和物力來 制訂出發動機零件的加工工藝，現代計算機技術和軟件技術的日新月異的發展為我們解 決這項難題提供了有利的工具和手段，開發的發動機關鍵零部件加工工藝系統，可以 自動生成發動機零部件的加工工藝，實現用最少的花費來解決發動機零件的加工工藝問 題，把可能發生巨額損失的可能性降到最低限度。

項目簡介 針對制約我國機械裝備行業發展與提升的復雜關鍵零部件再設計與快速加381 工等技術瓶頸，以影響整機性能的機械裝備凸輪、汽輪機葉片、螺桿壓縮機轉子、 增壓器葉輪等為研究對象，著力構建未知自由曲面復雜零件再設計技術與數據點 云直接加工技術的集成創新，使再設計效率和直接加工精度得到極大提高，技術 水平和產業化成果達到國內同類研究和應用的領先水平。 技術指標 (1)未知自由曲面復雜零件的高精高效數字化技術。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測量路徑規劃技術、曲率連續自適應測量技術、BP 人工神經 網絡重定位技術、Delaunay 半徑補償技術等，開發了“復雜未知自由曲面三維智 能測量系統”，為高精高效數字化奠定了基礎。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點光順技術。針對傳統光順算法計算 效率極低，細節難于保留等問題，研究了二進小波多分辨快速光順技術和有理數 尺度小波的任意分辨率光順技術，首創了“曲線曲面多分辨分析光順系統”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復雜零件的三維再設計質量控制技術。針對多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評判手段有限等難題，研究了基于線性假設和逆問題的多分辨光順精度 控制技術、基于極限反射法的曲面品質分析技術，開發了“極限反射法曲面品質 分析系統”，實現了光順尺度的快速反算，消除了視點和光源對評判結果的影響。 (4)雙映射法數據點云直接加工技術。針對 CAD 建模及傳統數控加工所引起 的累計誤差，研究了雙映射散亂點云結構拓撲技術、數據點云全干涉檢查技術、 無干涉刀具加工路徑規劃技術，開發了“數據點云直接刀具規劃與加工系統”， 實現了數據點云的直接加工，填補了國內在該領域的空白。 效益分析 項目研究成果使系統的測量精度提高了 1 個數量級，測量效率提高了 3 倍以 上，再設計周期縮短了 30%，在機床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達μm 級。項目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機股份有限公司和無 錫沃凱精密機械制造有限公司等得到成功應用，研究成果獲發明專利 7 項，軟件 著作權 7 項，發表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應用情況 本成果有助于提升企業研發實力與效率，降低研發成本，提升企業技術水平 和核心競爭力。首創的數據點云直接加工技術，縮短了企業的工藝流程，提升了 產品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對企業的節能減排和綠色制造同樣 有顯著作用。項目在機械裝備行業有極好的推廣應用價值和社會效益。

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適合學員需要單科短期突破，中高考沖刺，有個性化提升需求的學員