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闭式整体叶盘六轴联动数控电火花加工技术链

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登记号:G20172140

所属行业:科学研究和技术服务业

学科分类:飞行器试验技术;特种加工机床;

关键词: 闭式整体叶盘 六轴联动数控 电火花加工 CAD/CAM 效率提升

绿色分类:其它;

  • 基本信息
成果名称: 闭式整体叶盘六轴联动数控电火花加工技术链
成果登记号: G20172140 学科分类: 飞行器试验技术;特种加工机床;
绿色分类: 其它; 项目关键词: 闭式整体叶盘  六轴联动数控  电火花加工  CAD/CAM  效率提升
推荐单位:

上海交通大学

成果所处阶段:
合作方式: 成果所属行业: 科学研究和技术服务业
国家/地区: 上海 知识产权: 发明专利,实用新型专利,计算机软件著作权,
简介: 点击查看
本项目为航天航空发动机关键零部件高端制造技术,属于先进制造领域。 闭式叶盘类零件是航天航空发动机的核心关键部件,在很大程度上决定发动机的可靠性、性能和成本。采用先进的闭式整体结构可从根本上提升火箭发动机的可靠性,但其半封闭的复杂结构及高温合金的难切削特性给制造技术带来了巨大挑战。目前国内外首选五轴以上联动数控电火花加工技术来解决其制造难题。然而该技术尚存在一系列问题,如:成形工具电极形状复杂、电极加工轨迹人工搜索困难、加工效率低下、加工成本高昂、加工装备高度依赖进口等,已成为制约我国航天航空发动机制造业发展的瓶颈。研究团队历经九年多持续攻关,突破了三个相关领域的关键技术,形成了完整的闭式整体叶盘六轴联动数控电火花加工技术链。主要技术创新如下: 1. 针对手工设计复杂曲面电极及搜索空间轨迹耗时且易出错的问题,发明了国际领先的"共轭法"成形工具电极进给轨迹搜索算法,显著提高了轨迹搜索效率和轨迹平顺性。在此基础上开发了国际上首款闭式整体叶盘六轴联动数控电火花加工专用CAD/CAM软件,实现了成形电极辅助设计与辅助制造、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独特功能,缩短了加工准备周期10余倍,杜绝了出错的可能性。 2. 针对小线段插补法代码冗长、轨迹平顺性差、运动不连续等问题,发明了国际领先的广义单位弧长增量插补方法,从原理上破解了六轴联动空间轨迹位姿的精密、平顺、直接插补难题。以此为核心,成功研制了六轴联动电火花加工数控系统及机床,实现了具有六轴联动伺服进给、六轴联动抬刀、六轴联动摄动进给和六轴联动摇动方式等超越国外同类产品的独特新功能。公开资料显示,目前仅有德国ZK生产和出售六轴联动电火花加工机床。 3. 针对单个闭式整体叶盘的电火花加工效率低,耗时动辄数百小时,难以适应批产的问题,发明了一系列新工艺,建立了闭式整体叶盘六轴联动电火花加工创新工艺体系,其中包括多电极加工、六轴联动摄动进给、六轴联动摇动修光。采用新的技术体系后典型液体火箭发动机闭式整体叶盘类零件综合加工效率提高了300%,成倍缩短了制造周期。保障了火箭发动机关键部件批产。 专家鉴定结论认为:整体技术为国际先进,两项特色创新技术为国际领先水平。项目已获授权发明专利3项,申请发明专利3项,授权实用新型专利1项,授权软件著作权4项,发表研究论文20篇。本成果已成功应用于西安航天发动机厂多个型号闭式整体叶盘类的生产中,保障了航天发射任务顺利进行。该厂近三年应用本项目成果新增利润为2716万元,节资总额为4535万元,合计经济效益达7251万元。项目成果在同行业中推广率达到50%。航天三院31所已将本成果应用于新型号泵叶轮及导向叶栅环的研制中。GE公司将本成果应用于为C919配套的航空发动机OGV零件的加工。本项目的研发成果形成了我国在该技术领域自主可控的制造技术链,对提升我国航天、航空发动机核心制造能力,确保国家战略产品的制造安全性具有重要的意义。
姓名: 唐昭 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 联系地址:
电子邮件: Email:tangzhao@sjtu.edu.cn
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