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              電火花加工技術北京市重點實驗室簡介
              发布时间:2014-12-16 13:23

              01.簡介與研究方向

              電火花加工技術北京市重點實驗室依托單位爲北京市電加工研究所,  1989年始建"特種加工技術實驗室" 2008年通過360彩票認證評估,成爲“特種加工技術重點實驗室”。20147月,經與北京工業大學和北京迪蒙數控技術有限責任公司共建整合,由市科委認定爲“電火花加工技術北京市重點實驗室”。

              實驗室以智能多軸聯動數控電火花成形加工技術、精密微細電火花加工技術及特殊材料電加工技術爲主要研究方向,在裝備制造業特種加工領域,著眼于國家發展需求,圍繞關鍵裝備與制造技術,突破急需解決的共性技術,開發具有自主知識産權的核心技術和市場競爭力的創新性産品,解決我國裝備制造業中的重大關鍵技術需求。

              實驗室在電火花加工、超聲加工、激光加工等精密特種加工領域新設備、新工藝的研究與開發方面具備堅實的理論和實踐基礎,成立二十多年來,運行穩定,發展良好,已成爲具有一定規模和特色的高科技研發機構。

              02.研究進展與成果

              智能多軸聯動數控電火花成形加工技術

              針對航空、航天領域急需的,大型複雜難加工核心零件的加工需求,開展大型精密多軸聯動數控電火花成形加工關鍵技術的研究,解決航天發動機大型複雜關鍵零部件加工的難題,並逐漸推廣至航空、能源、船舶、複雜模具加工等國防與民用工業領域。

              精密微細電火花加工技術

              針對航天控制系統中大量材料特殊的超精密微細零件的加工難題,在五軸聯動電火花成形機床研究基礎上,開展精密微細電火花加工關鍵技術研究,解決航天控制系統中微小孔槽、微細軸、微噴嘴、超精密彈性零件、微細偶件等關鍵零部件加工的難題,並逐漸推廣至航空、兵器、微電子、生物醫學等國防與民用工業領域。

              特殊材料電加工技術

              開展以聚晶金剛石、天然金剛石、立方氮化硼等爲代表的特殊材料工模具加工的應用技術及相關的應用基礎研究,研究領域涉及電火花加工、激光加工、超聲加工、機械加工,以及高溫高壓技術等,滿足航空航天領域對特殊材料加工的需求,並逐漸推廣至其它民用工業領域。

              近年來,實驗室先後承擔了國家“863”計劃、國家自然科學基金、國家科技重大專項等重大項目11項,榮獲部級科技獎勵1項、市級科技進步獎5項、行業獎勵5項,出版專著7部,發表學術論文70多篇,申請專利30多項,制定行業標准2項。

              03.重點成果與獲獎

              成果1:特種材料複雜型面加工的五軸聯動精密數控電火花成形機床

              針對航空航天、能源、化工、船舶和現代機械工業等行業對難加工材料複雜型面零件的迫切加工需求,打破國際壟斷,攻克了五軸聯動精密數控電火花加工技術及裝備關鍵技術,自主研制出工程系列化的五軸聯動精密數控電火花機床,主要創新成果:①研制出具有自主知識産權的五軸聯動電火花加工專用數控系統,實現複雜空間曲面零件的精密數控電火花加工,無故障穩定運行時間超過1萬小時。②開發出高效精准電火花加工脈沖電源及其控制系統,實現難加工材料高效、高精度、高表面質量加工。钛合金加工效率達到國際同類設備的兩倍以上。③研制出電火花精密數控轉軸和全浸液精密數控轉台,實現五軸聯動精密電火花機床關鍵部件自主化生産。④獨創五軸聯動精密電火花加工工藝技術,首次采用國産設備實現多種複雜曲面零件精密加工,加工效率比國外設備提高20%,節省電極30%

              基于上述創新成果,成功開發出500~1200mm行程5種五軸聯動精密數控電火花加工系列機床。經國家機床質量監督檢驗中心和中國計量科學研究院檢測,主要技術參數均達到或超過國際同類産品指標。用戶評價“設備精度、系統穩定性、操作方便性等很多方面都全面優于進口設備,也就是說讓我們第一次感受到國産設備比我們能夠買到的進口設備要全面優越”。由中國機械工業聯合會組織、徐性初院士任主任的鑒定委員會評價:項目“攻克了精密數控電火花加工脈沖電源、五軸聯動數控技術、電極快換技術、精度補償和可靠性等具有自主知識産權的核心技術,主要技術指標達到國際先進水平”,“爲國內軍工行業打破國際壟斷,填補了國內空白。具有良好的經濟和社會效益”。

              該項目徹底改變了我國五軸聯動精密數控電火花裝備完全受制于人的局面,打破了發達國家的技術封鎖,有力地促進了我國重點領域制造技術的進步,極大地推動了我國重大工程和基礎建設的發展,榮獲“2011年中國機械工業科學技術一等獎”。

              说明: AA50 

              AA50機床          N85機床

              成果2:特殊材料閉式結構扭曲型腔零件的精密電火花加工技術

              特殊材料閉式結構扭曲型腔零件廣泛應用于國防、能源工業,因其特殊的結構和高精度的加工指標,一直以來都是機械制造領域的難題。該項目以此類零件的電火花加工爲研究對象,攻克了多項加工制造工藝關鍵技術,形成如下創新成果:①開發出扭曲型腔閉式結構零件精密電火花加工工藝技術,解決精密仿形電極設計、型腔精密電加工難題,加工指標達到國際先進水平;②自主開發出高效精密電火花加工脈沖電源,實現特殊材料高效、高精度加工,性能指標達到國內領先水平;③開發出工程實用化的電火花加工專用全浸液數控轉台和數控轉軸,實現三維空間扭曲型腔零件加工,填補國內空白。基于上述創新成果,成功完成二十多種型號近百件整體閉式葉輪、帶葉冠渦輪盤等零件的加工,技術參數達到國際同類産品水平。首次完成了國內最大規格三元閉式葉輪的加工,爲開發高效率的各類能源裝置用壓縮機整機,降低制作成本奠定了基礎。驗收專家評價:項目成果促進了電火花加工技術進步,提高了我國整體閉式葉輪的加工水平,在技術上達到並接近世界先進水平。解決了葉輪航空、航天加工難題,促進了軍工民用産品技術水平提升,經濟、社會效益明顯,具有很好的推廣價值。

              说明: 1EF]EBX(~DN32LV498GNJ2S         

              整體閉式葉輪            在線檢測系統

              成果:3:超高溫陶瓷材料電火花加工技術

              超高溫陶瓷材料熔點高、揮發率低、電阻率低、硬度高、高溫抗氧化性強、耐燒蝕、抗熱震,是提高航天火箭發動機、太空往返飛行器和高超聲速運載工具等防熱系統和推進系統性能的關鍵材料之一,在航空航天武器裝備領域具有关键用途。但這類材料由于其特殊的物理性質,無法進行機械切削,加工技術難度大、耗資大,目前只有法國、美國等少數國家掌握了連續纖維增韌碳化矽陶瓷基複合材料的産業化技術。

              本項目以超高溫陶瓷材料的電火花加工技術及工藝爲主要研究對象,針對超高溫陶瓷基(ZrB2-SiC)複合材料、碳纖維增強型碳化矽(CSIC)複合材料物理性質特殊、無法進行機械切削,加工技術難度大、耗資大的難題,進行了系統的加工工藝試驗,攻克了多回路高效精密脈沖電源放電技術、精確快速的放電狀態檢測與控制、智能加工工藝及數據庫等關鍵技術,開發出了不同電極材料、加工材料及電極形狀的典型加工工藝數據庫,突破了該類材料高精度加工的技術瓶頸,實現了低損傷、高精度、高效率的加工,滿足了超高溫陶瓷材料智能化、自動化的加工需求,填補了國內空白。

              應用本項目成果,成功解決了多種新型飛行器中超高溫陶瓷複雜構件的加工難題,爲國家重大科技工程、國防重大專項中超高溫陶瓷材料應用相關項目立項、方案論證和關鍵技術攻關起到了重大的支撐作用,具有关键的社會意義。

                

              加工成果

              獲獎

                中國機械工業科學技術一等獎“五軸聯動精密電火花技術及裝備

                北京市科學技術獎一等獎大顆粒人造單晶金剛石特種精密加工技術

                北京市科學技術獎二等獎大面積聚晶金剛石(PCD)高效、綠色、精密特種加工技術

                北京市科學技術獎二等獎電火花成型三軸數控精密加工系統的研制與開發

                北京市科學技術獎三等獎大規模集成電路精密超細引線模具的研制

              聯系方式

              地址:北京市海澱區花園路B3號迪蒙大廈

              郵編:100191

              電話:010-51530520

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