项目编号 | I01-2019-J031 |
项目名称 | 数控机床结合面特性及整机性能分析关键技术与应用 |
候选单位 | 清华大学 北京工业大学 南京理工大学 浙江大学 北京机电院机床有限公司 北京第二机床厂有限公司 华辰精密装备(昆山)股份有限公司 |
候选人 | 张建富 汪振华 冯毅雄 程 强 石军海 邵 璟 陈军闯 郁鼎文 袁军堂 刘志峰 |
项目简介 | 数控机床结合面特性及整机性能分析技术作为高档数控机床数字化设计开发的关键共性技术,对于准确预知产品性能、提升产品精度和质量具有决定性作用,本项目针对机床数字化设计中缺结合面基础数据、缺仿真效率及精度高的工具、缺整机性能分析与优化方法等难题,在多项国家科技重大专项持续资助下,历经9年多产学研用联合攻关,取得重大突破和创新成果如下:
1.提出了一整套机床典型结合面特性理论模型和参数辨识方法,解决了“缺数据”的问题。揭示了各因素对结合面刚度、阻尼、热阻的影响规律,建立了机床典型结合面特性理论模型和仿真模型,研制了典型结合面特性测试实验装置,首次全面系统地获取了不同条件下典型机床结合面的静动热态特性参数,参数辨识精度高,为提高机床整机性能分析的精度提供了必要的结合面静动热态特性参数。
2. 研发了机床典型结合面特性资源库及整机静动特性分析软件,解决了“缺工具”的问题。首次构建了数控机床结合面静动热态特性资源库(数据库、案例库),涵盖典型结合面的静刚度、动刚度、阻尼及热阻参数等数据1万多组,为结合面建模提供了应用实例,填补了这一领域的空白;制定了整机静动特性分析规范,研发了整机静动特性测试系统和分析工具,为机床数字化设计与性能分析提供了规范和工具。
3. 提出了耦合结合面特性的机床整机静动热态性能分析与优化策略,解决了“缺方法”的问题。揭示了影响机床整机静动刚度特性、温升特性的因素及其作用机制,建立了基于结合面特性的整机性能耦合动力学模型,提出了一种子结构耦合导纳计算方法和机床温度敏感点识别和测试数据误差消除方法,形成了一套机床整机静动热态特性建模、测试和数值计算方法。为机床整机性能分析、评价与优化提供了理论和方法。
获得授权发明专利26项、软件著作权10项,申请发明专利6项,完成成果转化4项,作价入股及许可使用费200万元;研制实验测试装置15台套;发表学术论文110余篇,SCI/EI收录96篇;培养研究生46名。中国机械工业联合会成果鉴定认为项目整体上达到了国际先进水平,在机床典型结合面静动热特性参数资源库集成及应用达到国际领先。
研究成果在我国机床行业中的15家重点企业的高速、高精、重载、复合、磨削、曲面6类30多个型号产品中进行了实施应用,近三年候选单位销售收入8.2亿多元、为其他应用企业新增销售收入约15亿元,取得了极大的经济效益和社会效益,推动了行业的技术进步和产业结构优化升级。 |
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