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[成果] 1700520038 辽宁
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:航空发动机由于涉及领域广、技术含量高,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。叶片是决定发动机安全性能的关键承载部件,其制造工作量在航空发动机制造总工作量中所占比重高达30%。由于叶片构造复杂、承载力大,且始终工作在高温、高压、高转速的恶劣工况下,叶片自身的精度、叶片与叶盘和机匣的配合精度决定着发动机的性能、使用寿命和安全性。长期以来,用于航空发动机叶片制造的滚轮精密磨削技术受到西方国家的严格封锁,成为制约中国航空发动机整体水平提升的一个瓶颈。突破叶片磨削用高精度超厚金刚石滚轮制造技术迫在眉睫,项目完成人开展了一系列的技术创新,破解了这技术难题。(1)发明了一种消减滚轮加工过程中多因素耦合振动的方法。滚轮的精度决定着叶片的精度。通过对加工环境、加工机理进行分析,设计了一种超窄超深牙槽螺纹和一套手动液压随形活动支撑定位装置,有效消减了加工过程中产生的振动振幅,为提高滚轮加工精度奠定了坚实基础。(2)发明了超厚阴模高精度车削方法。阴模的精度决定了金刚石切削刃型面精度。通过对车削参数以及切削液成分的优化,提出了一种超厚金刚石滚轮阴模载体精密加工方法,攻克了超厚金刚石滚轮阴模加工精度低的难题。(3)创新了不规则镍刺瘤修整方法。镍刺瘤的状态直接影响着滚轮的质量稳定性。通过对车削机理以及镍刺瘤缺陷特性进行研究,制定出一种适用于复杂型面的镍刺瘤修整方法,降低了滚轮内部缺陷,解决了超厚滚轮质量不稳定、使用寿命低的问题。(4)发明了多附着层金刚石滚轮阴模无损剥离方法。剥离过程中金刚石层状态的完好决定了叶片的最终加工精度。该方法包括一种手动液压胀紧插销装置和一种可调式高精度回转偏心顶尖装置,并且提出了一种适用于阴模载体剥离的逐面分层去除法,最终保证了金刚石滚轮型面具有超高精度。该项目共获得2项发明专利、4项实用新型专利。作为新一代叶片加工关键装备,超厚滚轮精度从过去的0.015mm提升至0.002mm,超过西方国家的0.003mm;滚轮角度精度从过去的0.6'提升至0.2',超过西方国家的0.3';滚轮使用寿命从1.5万次提升至3.5万次,超过西方国家的2.5万次。成果应用后,使中国航空发动机叶片加工质量大幅度提升,叶片精度从0.01mm提高至0.005mm,表面粗糙度由Ra0.8提高至Ra≤0.4,合格率由78%提高至92.1%。为中国新型战机、大飞机上天提供了关键技术支撑。该成果已通过国防科技工业检测中心技术检测,在中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司应用,为企业新增销售额3.05亿元(叶片)。同时,项目还在中国航空发动机集团公司旗下三家发动机设计制造公司得到推广。采用该项目成果加工的航空发动机叶片得到了广泛应用,杨凤田院士、闻邦椿院士和军方代表对该项目成果给予了高度评价。项目成果突破了西方国家的长期封锁,填补了国内空白,对推动中国经济和国防事业发展具有重要意义。
[成果] 1700510467 河南
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:轴承是涉及国计民生的重要基础零部件,是国家基础性战略产业,对国民经济发展和国防建设起着重要的支撑作用。《中国制造2025》提出的10个重点发展领域中有8个领域需要大量的高端轴承配套。精密轴承滚子磨削技术及成套设备项目符合国家战略性新兴产业政策,是国家“一带一路”对外开放战略实施的重要装备技术,也是该公司开展自主创新提升的一项重要科研成果。该项目主要应用于精密轴承滚子的磨/超加工生产,解决长期以来困扰中国轴承生产企业加工设备和手段落后的核心技术问题,也是解决国内精密轴承生产能否实现国产化的重要技术关键。主要技术内容:该项目成套装备是由多台数控机床(外径磨削、端面磨削、外径超精等数控机床)以自动传输线的方式连接,实现轴承滚子磨削、超精、抛光等工序的连续生产加工。自动线内还配置自动上下料装置、防倒置装置、自动传输、自动检测等自动化生产设备。具有产品精度高、加工节拍快,连续作业等优点,其主要特点是全部实现自动化磨削加工,大大减少人为因素对产品质量的影响,提高产品质量和生产效率,使产品的合格率达到99%以上,极大的降低劳动强度,是轴承行业实现产业结构优化的必然选择。该项目已获授权专利6项,其中发明专利4项,实用新型专利2项。 1、专利号:ZL 2008 1 0230444.9,专利名称:圆锥滚子无心磨床及其工作方法; 2、专利号:ZL 2010 1 0117321.1,专利名称:圆锥滚子无心磨床防倒置进料装置及使用方法; 3、专利号:ZL 2011 1 0324497.9,专利名称:切入式滚子全能超精装置及工作方法; 4、专利号:ZL 2008 1 0230448.7,专利名称:圆柱轴承内圈单、双档边测量装置; 5、专利号:ZL 2011 2 0310464.4,专利名称:圆柱滚子双端面磨削装置; 6、专利号:ZL 2011 2 0308396.8,专利名称:油石补偿进给机构。技术经济指标:该项目圆度达到≤0.5μm,表面粗糙度达到Ra0.08μm-0.1μm以内,组内滚子尺寸差≤1μm。产品精度可达到I级圆锥滚子的国家标准。该项目在国内没有成熟的产品和类似产品相比较,是该公司自主研发的拥有自主知识产权的新产品。应用推广及效益情况:该项目已经实现产业化推广应用,经洛阳LYC轴承集团、瓦房店轴承集团、上海联合滚动、江苏力星、大连凯特乐、韩国日进等国内外主流轴承生产企业应用,普遍认为该技术装备较国外同类产品,具有质量稳定、性能可靠、生产节拍效率高、精度高等优点,产品等级达到I级标准。由于产品具有良好的性价比,深受国内外客户的青睐,并被轴承工业协会列为十二五先进轴承专业装备产业化项目。近三年该项技术装备累计实现销售收入5338万元,实现利润464万元,具有较好的经济社会效益。
[成果] 1700240734 广西
TG3 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:该项目用神经网络模型代替数值模拟试验,得出各工艺参数对拼焊板回弹及焊缝移动的影响趋势,通过神经网络进行快速预测、控制和优化。通过对具有横向、纵向焊缝的拼焊板U形件成形过程的分析研究,构建出拼焊板盒形件的焊缝移动力学模型。采用分瓣式的压边圈方案,通过在薄厚两侧板料加载不同的压边力组合,研究了变压边力对拼焊板的影响规律。随着摩擦系数的不断增大,摩擦系数对拼焊板成形性能的影响规律呈非线性变化。采用等效拉延的方式设置了四段拉延筋,研究了拉延筋对拼焊板冲压成形性能的影响规律。以压边力、板厚比、摩擦系数和拉延筋系数作为因素,拼焊板最大增厚率、最大减薄率与焊缝移动量作为指标数,建立一个四因素四水平的正交表。通过对正交结果进行极差分析和方差分析,得到了成形因素对指标数影响的主次关系和成形因素的优化组合方案,提高了拼焊板的冲压成形性能。通过对具有横向圆弧焊缝拼焊板U形件的成形过程进行分析研究,发现在圆弧焊缝拼焊板的冲压成形过程中,在薄侧加载大的压边力有利于拼焊板成形及抑制薄厚板的起皱现象。在拼焊板成形分析中,无论是薄侧懂的压边力固定还是厚侧压边力固定,圆弧焊缝拼焊板的焊缝移动都随着薄侧压边力的增大而得到控制,但进一步增大薄侧压边力,焊缝移动量反而增大。横向圆弧焊缝拼焊板U形件的成形过程中在压边力控制焊缝移动提高拼焊板成形方面,不是单纯的增大薄侧的压边力就会提高拼焊板的成形质量,薄厚两侧的压边力必须适当才能有效控制焊缝的移动量,进而提高拼焊板的成形质量。研究发现在随位置变化压边力条件下,一定范围内的压边力既能控制差厚拼焊板的焊缝移动量又能控制拼焊板的回弹角,利于板料成形。但压边力的变化超过这个范围,利于拼焊板回弹的控制,却不利于拼焊板焊缝移动的控制。在随行程变化压边力条件下,相比其他加载方式,V型加载方式既利于拼焊板的焊缝移动量的控制又利于拼焊板回弹的控制,对拼焊板的成形有着重要的影响。变压边力控制技术包括随位置变化和随行程变化的压边力,在板料成形中允许更多薄侧板料流入凹模,减少拼焊板薄侧材料的变形,缓解拼焊板由于厚度差引起的变形不均匀,控制拼焊板的焊缝移动量和回弹角,从而提高拼焊板的成形质量。强度比、摩擦系数、总压边力及板厚比对成形结果影响相对较大,随着薄侧母材强度的提高,其抵抗变形的能力不断增强,使得薄侧母材变形程度降低导致焊缝移动量有所降低,拼焊板成形质量有所提高。摩擦系数和总压边力对拼焊板的成形性能的影响并不是很大,但过大的摩擦系数和过大的总压边力会影响两侧母材的材料流动性,进而影响板料的最终成形质量。利用BP神经网络建立工艺参数与圆弧焊缝拼焊板焊缝移动和回弹之间的非线性映射关系,在验证神经网络模型可靠性的基础上,通过MATLAB/R2010b中GUIDE模块构建可视化窗口界面,实现在训练样本的取值范围内键入一组工艺参数,得到在这个参数范围内的焊缝移动量与回弹角。为拼焊板设计生产过程提供了一定的理论参考。
[成果] 1700240039 广西
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:在数控机床加工和机器人运动控制中,轨迹规划占有重要的地位。在机床加工中, 轨迹规划主要是对机床的速度进行规划。对于连续切削的数控机床,进给速度的控制意义重大。它不仅直接影响加工零件的粗糙度和精度,而且与刀具和机床的寿命、生产效率密切相关。在机器人运动控制中,机器人运行过程要求动作连续平滑且能够顺利避开障碍物。在实际中,数控机床的加工和机器人的运动一般由多段运动轨迹组成,如果对每段待加工的轨迹都采用从静止加速到目标速度,再减速到零的轨迹规划方法,将降低平均进给速度,影响加工效率;而且由于电动机的频繁启停和加减速运转,不但造成工件表面粗糙、精度低,而且加大电机负荷,降低电机寿命。为解决上述问题主要采用连续轨迹规划方法。在连续轨迹规划方法中,常用的加减速控制方法主要是S曲线加减速控制方法。但是现有的连续轨迹段间衔接速度的算法,并没有考虑将基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹的路径长度作为约束条件,导致在相邻两段轨迹衔接点处的实际进给速度达不到预先计算的速度,相邻两段轨迹段间的衔接速度产生突变,进给速度在相邻两段轨迹段间不能够平滑衔接;在零件加工完成时,刀具速度不能及时降到零,产生过切。该发明的目的旨在提供一种用于数控系统的连续轨迹段间衔接速度处理方法,使得在相邻两段轨迹衔接点处的实际进给速度能够到达预先计算的速度,即相邻两段轨迹段间能够平滑衔接。数控系统在做S曲线加减速控制时,不需要反复做末点速度可达性判断和调整,从而提高数控系统加减速控制效率。为实现上述目标,该发明所采用的技术方案如下:数控设备中的数控系统对数控代码程序进行译码处理,并将译码结果存储到译码缓冲区,利用译码缓冲区中的程序段信息对待加工的连续轨迹段间衔接速度处理,使得数控设备加工轨迹连续,速度平滑,连续轨迹段间衔接速度处理方法,包括以下步骤:确定相邻两段轨迹衔接模型,并获取待加工的相邻两段轨迹的运动参数;计算待加工的相邻两段轨迹的路径长度;计算在加速度、弓高误差、指令进给速度和拐角约束条件下的相邻两段轨迹的衔接点的速度;计算满足基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹中的前段轨迹的路径长度约束条件的相邻两段轨迹的衔接点的速度;计算满足基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹中的后段轨迹的路径长度约束条件的相邻两段轨迹的衔接点的速度,并作为相邻两段轨迹段间衔接速度的最终值。该发明与现有技术相比具有以下优点和效果:将基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹的路径长度作为约束条件:基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹的路径长度约束条件包括基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹中的前段轨迹的路径长度约束条件和基于S曲线加减速控制的相邻两段轨迹中的后段轨迹的路径长度约束条件,使得在相邻两段轨迹衔接点处的实际进给速度能够到达预先计算的速度,相邻两段轨迹段间的衔接速度不会产生突变,即相邻两段轨迹段间能够平滑衔接,使数控设备加工轨迹连续,速度平滑,并且零件加工完成时,刀具速度能及时降到零,防止刀具过切。提高数控系统加减速控制效率:该处理方法可以保证S曲线加减速控制输入参数合理,数控系统在做S曲线加减速控制时,不需要反复做末点速度可达性判断和调整,从而提高数控系统加减速控制效率。应用范围广泛:该处理方法也可以应用于NURBS曲线分段插补算法,提高NURBS曲线分段插补算法中的前瞻预处理模块的预处理效率。
[成果] 1700240104 广西
TG4 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:该发明公开了一种管件焊接定位打点器,该打点器的高度尺焊接在底座上,游标尺焊接在固定圆环上,紧固螺钉通过螺纹连接于固定圆环内,固定圆盘通过双头螺柱与固定圆环连接并可随固定圆环上下移动,调节螺钉通过螺纹连接在固定圆盘上,第一滑块镶嵌在圆形滑槽内并可在圆形滑槽内滑动,圆形滑槽与角度测量盘点焊接,并用自攻钉连接在固定圆盘上,第二滑块镶嵌在直线滑槽内,打点笔镶嵌在打点笔外壳内,弹簧放置在打点笔和打点笔端盖之间,水平仪胶粘于固定圆盘上。该打点器能对未焊接支架的管件进行焊接点的精确定位。该发明涉及材料连接领域的一种定位工具,特别是一种管件焊接定位打点器。随着机械行业的逐步发展,各类机械产品的结构日趋复杂,各类形状的管件及其相关的焊接件也日趋重要。因此,如何精确的找到管件焊接点的位置是人们不可避免的问题。公司做关于管件焊接的样件的时候,由于产品还没投入批量生产,公司还没有一套完善的焊模,只能借助电子角度仪和高度尺等工具大致找到焊接点位置,由于管件大多都是圆形,一些管件成形之后形状弯曲,难以放置在平面上用高度尺划线,只能借助三爪卡盘等夹具来固定管件后再划线,但是由于三爪卡盘等夹具底面的表面粗糙度较高,放在检测台上时也会出现不平的现象而造成误差,用角度仪找焊接点时也难找到一个精基准,只能大致找到焊接点后进行点焊,进行调整,这样耗费时间比较多,效率低下,相当不方便。尚未见有一种能够在一个工序内完成管件焊接点的精确定位且具有灵活夹紧装置的管件焊接打点定位器的创新发明。该发明的突出优点在于:使高度尺和角度尺巧妙结合,能够实现量高度和测角度在同一个工序中完成,无需测量高度和测量角度各找一个基准,大大简化了操作步骤,同时也提高了定位精确度。管件的固定通过固定圆盘内的调节螺钉夹紧固定,固定圆盘可通过与固定圆环的连接随着高度尺上下移动,实现灵活夹紧,操作方便的功能;固定圆盘上的水平仪可使夹紧定位更加精确。角度测量盘通过自攻钉连接于固定圆盘上,管件夹紧之后就可通过角度测量盘定位焊接点位置,操作快捷、方便,定位准确。
[成果] 1700240122 广西
TG3 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:该项目属于广西科学研究与技术开发计划,项目名称“大直径1×19丝结构钢绞线整体挤压锚具的研究与开发”, 合同编号:桂科能1298025-1。随着预应力技术发展,钢绞线发展趋向于高强度、高耐久性等方面,该类新增产品主要是大直径19丝钢绞线,可节约处理单元,降低材料和人工消耗。技术原理及性能指标:大直径1×19丝结构钢绞钱整体挤压锚具,由挤压锚、钢绞线、防松装置、球形螺母、球形垫板、锚垫板、减振装置等组成。整体挤压锚满足GB/T14370-2007标准要求;索体性能符合GB/T18365-2001和CJ/T297-2008标准要求;挤压机性能符合JGT5028-93的要求。技术的创造性与先进性:在钢绞线强度相当的条件下,拉索总重量降低,同时提高了钢绞线材料利用率,与Φ15.2钢绞线相比,可节材20-40%。挤压式组合整体拉索锚具,支撑锚环的外螺纹只需单个加工好后与整体挤压锚装配即可,无需专用设备整束加工,解决整体挤压套连接螺纹加工难度大,制作成本高,锚固可靠性低的问题。索体多重防腐。抗振性能好。配套的挤压机一顶通用,根据不同规格的挤压套只需更换相应的挤压模即可。 技术的成熟程度,适用范围和安全性:该项目技术已进入成熟应用阶段。项目产品广泛应用于公路、铁路、桥梁、房屋建筑、岩锚、地锚等预应力工程中。开拓并配套实施的主要市场客户有:天津北辰区邱姆预应力有限责任公司、天津正天翼博预应力钢绞线有限公司、天津北辰区吉宇预应力器材厂等单位。项目产品的实施应用,锚固性能好,可靠性强,得到客户单位的高度好评。应用情况及存在的问题:项目产品在预应力工程中,强度高耐久性好,降低材料及人工消耗。但由于1×19丝大直径钢绞线,进口价格较高,而国内的生产厂家较少,市场推广应用还不广。另外,1×19丝结构的大直径钢绞线,2015年之前还未纳入国家标准(GB/T5224-2003预应力混凝土用钢绞线)中,而新钢绞线标准GB/T5224-2014版已将1×19丝结构的大直径钢绞线纳入标准中,但其发布日期为 2014-6-24,实施日期为2015-4-1,而大直径钢绞线的普及应用还需要一定的时间。历年获奖情况:获得2012年地方特色产业中小企业发展资金项目支持。 成果简介:项目研制开发的大直径1×19丝结构钢绞线整体挤压锚具及其配套设备产品形成一个新的拉索体系,具有高强度、高耐久性、节能减材、性价比高等的特点,广泛应用于拱桥拉索、特种结构拉索、大型体育场等建筑结构用索及景观性强的建筑及桥梁工程等许多领域的预应力锚固体系。项目技术获得2项实用新型专利(挤压式组合整体拉索锚具,ZL201220604908.X;整束挤压式拉索锚具,ZL201220734369.1)。
[成果] 1700240190 广西
TG4 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:闪光对焊是一种适用于焊接直径10~40mm 的热轧光圆钢筋与焊接直径10~32mm 的带肋钢筋的焊接工艺方法。其工艺原理是将两根对接的钢筋利用焊机电阻加热,使接触区的金属熔化,产生钢花飞溅、形成闪光,迅速地对钢筋施加顶锻力,将两根钢筋融合成一体并使其融合区的抗拉强度等于或高于母材钢筋的抗拉强度并具有一定的延性。它是一种工效高、材料省、质量好的焊接方法,在建筑工程施工中是一种广泛优先采用的钢筋连接工艺。建筑施工中带肋钢筋的闪光对焊焊接均采用台式机,钢筋绑扎前先实施焊接,不能实施钢筋在绑扎工位上点对点焊接,限制了闪光对焊的应用范围。并且建筑施工中带肋钢筋的闪光对焊台式机顶锻为手工操作,焊接质量稳定性欠佳。该实用新型的目的是针对现有技术的不足,而提供一种适用于16~25mm 可实现钢筋在绑扎工位上实施点对点焊接,施工效率高,成本低,质量稳定,结构简单的手提式电动丝杆闪光对焊夹持装置。该实用新型是一种手提式电动丝杆闪光对焊夹持装置,包括控制单元、固定焊钳、移动焊钳和设有手提把的钳架,其特征是:还包括丝杆,丝杆穿过钳架的上端和下端分别设有的平台与钳架可转动配装,丝杆的下端与电机的转轴连接,固定焊钳的钳身与钳架的下侧连接,移动焊钳的钳身与丝杆螺母连接,钳架上端和下端的平台之间分别设有限位开关Ⅰ和限位开关Ⅱ,限位开关Ⅰ和限位开关Ⅱ之间的距离为丝杆螺母的行程范围,限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ与控制单元连接。该装置可实现钢筋在绑扎工位上实施点对点焊接,施工效率高,成本低,质量稳定,结构简单,如果将钳架固定在简易支架上,还可以作为自动台式闪光对焊机使用。
[成果] 1700240327 广西
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:一种测试残余应力的高精密打孔装置,包括定心部分和打孔部分,其定心部分由吸附磁铁、调整支架、百分表、对心显微镜和显微镜套筒构成,打孔部分有刀头和中心钻;刀头吸附有吸附磁铁,吸附磁铁一侧设置有调整支架,调整支架下方连接有百分表;刀头下方安装有中心钻;中心钻下方放置有对心显微镜,对心显微镜外套有显微镜套筒,显微镜套筒底端设置强力磁铁,百分表设置百分表测头。该装置利用数控机床本身的精度来保证打孔精度,能精准定心,因而可实现精准打孔,解决了现有技术的缺陷。这种测试残余应力的高精密打孔装置,包括定心部分和打孔部分,其特征在于:定心部分由吸附磁铁(9)、调整支架(8)、百分表(7)、对心显微镜(4)和显微镜套筒(2)构成,打孔部分有刀头(6)和中心钻(11);刀头(6)吸附有吸附磁铁(9),吸附磁铁(9)一侧设置有调整支架(8),调整支架(8)下方连接有百分表(7);刀头(6)下方安装有中心钻(11);中心钻(11)下方放置有对心显微镜(4),对心显微镜(4)外套有显微镜套筒(2),显微镜套筒(2)底端设置强力磁铁(5),百分表(7)设置百分表测头(10)。技术应用还不成熟,适用范围窄。
[成果] 1700240339 广西
TG4 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:建筑钢筋连接施工是建筑施工过程中的一个重要工艺环节。钢筋工艺方法主要有三类:机械连接、焊接连接、绑扎连接。其中钢筋焊接连接工艺因为成本低获得广泛应用。钢筋焊接连接工艺又分为:电弧焊,电渣压力焊,闪光对焊,电阻点焊,气压焊等工艺方法。闪光对焊因为效率高、成本低成为钢筋连接施工的首选工艺,但是闪光对焊本身的技术局限性,钢筋连接施工过程中需要先焊接后施工,限制了闪光对焊使用范围。该实用新型致力于解决钢筋闪光对焊连接技术局限性,扩大使用范围,降低施工成本,提高施工效率。该实用新型公开了一种手提式电动凸轮闪光对焊夹持装置,包括固定焊钳、移动焊钳和设有手提把的钳架,还包括凸轮,凸轮设置在钳架的下侧,凸轮与电机的转轴连接;导向轴,导向轴穿过钳架的上端和下端分别设有的平台与钳架滑动配装;调节导杆,调节导杆与钳架的上端连接,调节导杆的上部设有与其滑动配装的压板;导向轴的下端与凸轮靠接,上端穿过压板,固定焊钳的钳身与导向轴滑动配装设置在钳架上端平台的上端面上,移动焊钳的钳身与导向轴滑动配装设置在钳架上端和下端分别设有的平台之间。该装置可实现钢筋在绑扎工位上实施点对点焊接,效率高、成本低、质量稳定、结构简单,如果将钳架固定在简易支架上,还可以作为自动台式闪光对焊机使用。
[成果] 1700390092 青海
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:项目完成了高档数控机床加工热误差实验研究,确定了热误差检测的快速标定方法,实现了在线预测和补偿热误差,降低了热误差对加工精度的影响。研究了切削负荷与电机电流的关系,通过模糊控制实施对电机电流的监控,应用模糊控制器对扭矩差和扭矩变化率根据切削过程中的负荷波动,模糊控制器的输出与预测的输出进行决策,输出最终的控制量,进行补偿和抑制以及加工中复杂零件加工过程中的振动实时抑制技术,在高档数控机床上进行了动态综合补偿技术实验研究,设计出了与数控系统集成的软、硬件接口规范和相应模块,与高档数控系统集成,并应用到具体机床上,实现了高档数控机床的动态综合补偿。成果水平达到了国内先进水平。
[成果] 1700520281 湖北
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:高性能数控系统是发展高端制造装备的基础,代表国家制造业的核心竞争力,西方发达国家长期对中国进行技术封锁和行业垄断,严重影响中国高端制造业的发展。数控系统是导致中国制造“基础薄弱,缺心少脑”的典型关键基础部件,功能、性能、可靠性和成套性与国外存在差距,主要原因在于数控系统的研发涉及机、电、控、液多个领域,技术难度大,尤其是内外设备间信息的实时可靠交换、多轴耦合运动的复杂轨迹控制、高速高精运动的柔性平滑和电机高增益宽域控制等难题亟待解决,同时如何深度挖掘加工过程物理信息资源,实现数控系统智能化,是新型制造的挑战。在国家重大科技项目和企业支持下,“产学研用”联合攻关,开展高性能数控系统基础理论、应用技术、系统集成等创新研究,攻克了上述难题,成功研制出具有自主知识产权的系列化高性能数控系统成套产品,并实现产业化。1、发明基于以太网的数控系统高速实时现场总线技术(同步信号时间差最大16ns,国外最大60ns),构建全数字数控系统体系架构,研发嵌入式一体化的数控系统软硬件平台,实现了内外设备间信息的实时可靠交换。系统可靠性已达到国外同等水平。2、建立多轴联动机床统一运动学模型,提出双矢量位姿变换方法,开发RTCP、大圆插补、定向加工、主轴同步、伺服轴位置同步、多通道协同等功能,实现了多轴耦合运动的复杂轨迹控制,满足复杂形状零件的加工需求。功能指标达到国际先进水平。3、提出基于柔性加减速的高速纳米插补方法,开发高速、高精、高刚度的驱动控制技术,研制高响应、高能效、低转矩波动的伺服电机,实现了高速高精运动的柔性平滑和电机高增益宽域控制,满足高速加工要求。加工效率大幅提升(典型零件加工,效率比国外系统高10%以上)。4、首创基于云计算的数控系统智能化技术,构建数控系统云服务平台,发明数控系统电控大数据的指令域分析方法,研究加工过程物理信息资源的深度挖掘技术,实现了数控机床健康评估、断刀监测、工艺参数优化等智能化应用。总体技术达到国际领先水平。获得发明专利49项,软件著作权47项,形成国家和行业标准13项,省部级一等奖5项。系列化高性能数控系统成套产品替代进口,在沈飞、成飞、航天八院、核九院、大连机床、普什宁江等2000多家企业应用近90万台套,实现了航空航天、能源动力、汽车及其零部件、3C制造、机床等领域高档数控装备和武器装备的批量应用。鉴定意见:“自主可控的数控系统,全面达到国际先进水平,为高档数控机床重大专项作出了突出的贡献,为中国智能制造提供了智能平台”。近三年新增销售额近42.2亿元、利润近6.5亿元。改变了中国高性能数控系统被国外垄断的局面,为中国高档数控装备的自主可控提供了重要技术保障。
[成果] 1700520282 北京
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:项目成果面向核电、风电、船舶、航空航天等行业亟需的超大零部件(高压缸体、螺旋桨、超长叶片等)高精度制造需求,在国家科技重大专项、国家科技支撑计划等项目支持下,以可适应模块设计理论突破、超跨距功能部件精准制造技术突破和超大组合件高刚度装配工艺创新为主线,成功研制出国际先进水平的超重型车铣复合数控机床,主要实现的技术进步如下:(1)在超大组合件高刚度螺栓连接装配上取得技术突破,通过揭示结合面微宏尺度接触机理,给出了时间域上交变载荷下接触刚度的演变规律,提出了高强螺栓连接结构创新设计方法,解决了超大组合件高刚度设计与装配工艺难题,首次实现了超重型机床螺栓连接结构动静态特性精准预测及可控,装配工艺达到国际先进水平。(2)在超跨距重载横梁精准制造上取得重大突破,通过三次球化性能控制理论攻克了超大规格结构铸造成型成性问题,提出了超长导轨预起拱曲线优化设计方法及其加工工艺,首次解决了超跨距分段式重载横梁精度保持性难题,最大加工宽度扩大到13.5米,属于世界同类产品最大规格,达到国际领先水平。(3)在高速重载静压支承系统跨尺度制造上取得突破,通过揭示多源强扰动下静压油膜失效机理,提出了超长超大静压导轨表面高精度控制与制造成套解决方案,解决了超重型机床全静压支承难题,保证了超大负载下机床的高精度运动,关键指标(400吨负载下重复定位精度为0.015mm)达到国际先进水平。(4)在超重型车铣复合机床可适应模块创新设计上取得理论突破,揭示了产品复合功能域-结构域-工艺域的多域多层级映射融合设计机理,提出了满足多样化定制需求的主结构与功能部件成套配置方法,成功解决了超重型机床车铣功能并重(车削与铣削功率分别为250kW和105kW)的复合功能设计问题,快速响应市场需求的能力提升50%以上,与国外同类机床产品相比更具竞争优势。项目形成授权国家发明专利24项、实用新型专利5项、企业标准8项、软件著作权9项,发表SCI/EI论文51篇。经中国机械工业联合会组织专家鉴定认为,成果技术难度大,创新性强,整体技术水平达到国内领先、国际先进水平,所形成的数字化设计与制造技术被列为04专项十大关键技术。研发的超重型机床填补了国内空白,成功用于核电高压缸体等超大核心零件加工,作为04专项十大标志性成果在“大国重器”中被重点推介。已销售超重型机床15台,其中2台已出口到韩国斗山重工,用于加工核电设备,成为推动企业产业转型升级的新亮点。共创造直接经济效益5亿元以上,所形成的单元和共性技术拉动企业延伸效益近30亿元,为用户带来间接经济效益达到百亿以上。项目成果切实提升了中国超重型数控机床设计制造技术水平,改变了超重型数控机床及其核心技术依赖进口且受制于人的局面,形成了国内机床自我装备新标志,推动了中国高端装备制造业质量与技术水平的提高和可持续发展。
[成果] 1700520287 重庆
TG 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:中国是世界第一大机床生产和消费大国,但机床可靠性差,难于满足国防、航空航天等尖端领域需求,严重制约中国制造业整体水平的提升。项目实施前国产机床的平均可靠度不到同期国外机床的1/6,使国家重点领域需要的高档机床几乎完全依赖进口,不仅花费巨额外汇,敏感领域还受西方国家出口限制。为从整体上提升国产机床可靠性,项目在10余项国家级课题的支持下,历经近10年的创新研究和产学研联合攻关,突破可靠性提升的多项关键技术,面向机床行业形成一整套以元动作单元建模为核心、以失效征兆映射模型及快速评估技术为支撑、以主动型早期故障消除技术为保障的可靠性整体解决方案。项目使国产加工中心可靠度MTBF从300小时提升到2298小时,超过2000小时的国际先进水平,项目属于基础共性技术,对整个机床行业产品可靠性水平的整体提升发挥了巨大作用,使国产数控机床成批进入国民经济重点领域,并批量出口到西方国家,经济及社会效益非常显著。主要创新点为:1、元动作单元建模及可靠性控制技术。提出以元动作单元建模为核心的可靠性控制新方法,将建模粒度从部件细化到元动作单元(建模粒度细化8倍以上),并将单元中的所有零件作为整体进行分析、试验及控制,改变了传统方法以部件为建模粒度、基于孤立零件进行分析的思路。解决了传统方法难于实现精准建模、故障分析与功能脱节、可靠性分析与机械结构脱节等关键问题。2、失效征兆映射模型及快速评估技术。建立了失效征兆映射模型,揭示了故障演化规律,阐明了加速试验机理,建立了加载模型,针对5类量大面广的机床研发了包括六自由度全功能试验台在内的整机快速试验技术及装置,建立了整机可靠性快速评估算法。解决了传统方法周期长、花费大、无法快速评估可靠性等关键问题,评估周期从原来的1年时间缩短到20天左右。3、主动型早期故障消除技术。提出对故障率曲线进行量化分析确定早期故障期的方法,研发了覆盖主要功能部件的全套可靠性试验装置,构建了从元动作单元到整机主动激发故障的可靠性实验平台,制定了成套技术标准和管理规范,建立了以可靠性管控体系为保障的主动型早期故障消除技术体系,突破管理和技术结合瓶颈,将可靠性融入到制造过程的各个环节,通过快速反馈使故障消除从使用阶段提前到制造阶段,实现了早期故障的全因素、全过程、主动型管控,达到将早期故障消除在制造企业的目的。项目技术在国内35家大型骨干机床企业的主要数控机床产品上得到应用,形成国家标准2项,授权自主知识产权24项(发明专利10项),鉴定成果3项。15家主要应用企业产生新销售额204亿元,新增利润47亿元。项目获中国机械工业科学技术成果一等奖,同行专家鉴定认为:该项成果在可靠性工程方面的体系完整、创新性强、应用效果显著,便于推广应用,对机床行业的科技进步具有显著的推动作用,整体技术处于国际先进水平,在基于元动作的可靠性控制和可靠性快速试验方面处于国际领先水平。
[成果] 1700440068 浙江
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:简要技术说明:轮毂开砂机设计由全封闭的机架罩壳、夹紧系统、翻转及旋转机构,清水过滤系统,气动控制系统和人机界面、五轴联动系统等组成。该设备将打破传统的人工去除氧化铝表层的工艺,采用全新的五轴轮毂抛光工艺及全新的设计理念,达到自动去除氧化铝无死角且均匀特性是一种自动化程度较高的轮毂开砂设备,完全可代替人工去除氧化铝,实现机器换人。产品具有高自动化程度,安全环保的特性。主要技术性能指标:外形尺寸2400×2310×2450;总功率8kw;电源(三相四线)380V。技术指标:最大加工轮毂直径800mm;最大加工轮毂高度300mm;单件轮毂开砂时间<35min。推广应用前景与措施:轮毂开砂机设计了一种用于开砂机翻转装置,可以实现轮毂自动翻转控制,提高轮毂正反面的喷砂质量及加工效率,通过研究开砂机安全使用方法,设计了一种故障报警监测系统,可以大幅度增加了开砂机的使用安全性能,同时开发了五轴联动系统,采用了全新的五轴轮毂抛光工艺,达到自动去除氧化铝无死角且均匀特性。经轮毂开砂机的零部件可以改善零件的力学性能,机械零件经开砂后,能在零件表面产生均匀细微的凹凸面,使润滑油得到存储,从而使润滑条件改变,并减少噪声,提高机械使用寿命。随着开砂技术的不断发展及广泛应用,轮毂开砂机的市场前景十分广阔。该(项目)产品按正常生产能力350台/年计算,产品销售收入按市场价(平均)80000元/台,年销售收入(产值)2800万元。推广措施:根据市场需求,加大轮毂开砂机的开发,对一些关键技术进行改进改良,很大的程度上提高了产品的制造精度,使产品的质量和稳定性大大提高,且生产效率也大幅的提高。
[成果] 1700440367 浙江
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:最大锯切速度2500m/min2578m/min G51160数控环切带锯床是该公司在借鉴国外先进机床的基础上进行多项结构创新,通过机械、液压和电气等实现一体化控制的数控机床。该产品根据大型圆柱或圆锥工件(如:火箭铝合金圆锥形头罩)的结构特点进行研发,以双金属带锯条为切削工具,采用可倾式工作台旋转进给;丝杆角度调整结构;伺服控制的角度高精度转角定位装置;轴承侧面导向和背部摆动高速导向装置;输出扭矩检测控制技术和全过程数字化控制等多项关键技术来实现锯切直径φ700-1700mm,锥度0-15°的大型圆锥形工件。是国内外工程机械配套的回转支撑、大型轴承、石油化工、航天和军工船舶等领域用户使用极为广泛的新型设备,主要用于大型环件材料的圆周或圆锥锯削,调整参数也可锯切性能相似的塑料、橡胶和钢材等其它圆柱或圆锥形材料。该项目的开发成功解决了制约该行业发展的大规格、高速切割难题。与较普遍使用的普通带锯床相比,不仅解决了普通锯床切割大规格材料效率低的弊端,而且实现0-15°圆锥锯切,大大降低了材料的损耗,提高了生产效率,由于切削精度较高可代替部分后续精加工工序,是一种高效、节能和环保的机床。
[成果] 1700441129 浙江
TG4 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:研究开发一种满足压电晶体、半导体硅晶、精密光学玻璃、磁性材料等脆硬材料的高精度薄片切割加工的多用途中型多线切割机。包括:1)高精度工作台进给系统的研究设计,采用在线光栅测量系统确保工作台移动精度精确到微米级;2)设计研发独立的主轴轴承座和主轴内部循环冷却系统,确保罗拉轴系统的温升恒定,保证轴向位置的定位精度;3)高精度罗拉轴系统的连接结构设计研究,保证主轴的运动精度;4)钢线导轮收放线及排线系统的设计,保证在高速反复运转中的精度保证和稳定性;5)砂浆及防砂系统的设计、流量控制研究;6)基于力矩电机的设备张力控制系统研究及软件开发;7)高精度超薄晶片的切割工艺研究等。 技术指标:罗拉轴间距:360mm;工作台宽度:200mm;钢线走线速度:800m/min;工作台行程0-150mm,进给速度0.1-0.6mm/min;钢线张力:20-25N;;主伺服电机功率:5.5kW;收放线伺服电机功率:4.4kW;工件最大切割范围:200×180×160mm;硅片最小厚度:100μm;硅片厚度误差:±5μm。
[成果] 1700441615 浙江
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:遥控、触屏、按钮三操控关联互锁系统设计与实施:锯切800*800以下材料时,使用触屏/按钮双操控工作台手控来实现微调、上下料、工作台进退等功能还便利,可通常模具材料的尺寸较大,会超过800*800的规格尺寸,此时若想一人独自通过手控操控台来实现一些基本功能,那明显就显得有点困难,通常得二人或二人以上协同完成;因此拟在触屏/按钮双操控的基础上,增加遥控操控系统,完成实现一人完成大工件的微调、上下料、工作台进退等功能。数字化控制系统的设计和开发应用:现有的锯床其锯条的线速度和锯切进给量通常都依赖人工模拟化管理,无法实现线速度和进给量的最优化配置;锯架的上升高度和锯切深度需通过调节行程开关或手控实现,不仅精准度不高,操作起来比较繁琐。针对上述问题展开数字化控制系统的研究,拟实现操作更加精准和便利。液压送料平台自动对锯缝装置的设计研究和试制应用:传统的液压送料平台,在工件快锯切完的那一刹,常因锯屑或其他的因素干涉,常会导致锯条拉齿,从而影响锯条的使用寿命增加成本;工作台面因长期受锯条的锯切而变得凹凸不平,需定期进行更换。针对上述的不足,拟着手设计一款新的液压送料平台,来弥补上述不足。液压送料平台上开设数条凹槽,作为锯条锯切的锯缝,锯切时若系统能自动识别选择该几条凹槽中的一条作为锯缝锯切,这样既便于排屑和防止锯条拉齿,同时也防止锯条锯坏工作台面,实现了工作台面的免更换。悬臂式液压内置虎钳的设计和试制应用:为便于液压送料平台快速自动对锯缝和清理锯屑,拟考虑将浮动虎钳的底座外移,用悬梁结构来规避传统的虎钳底座与送料平台运行的干涉,把浮动虎钳的液压缸内置于悬梁内,在确保实现夹紧功能的前提下,缩小产品尺寸。
[成果] 1700441618 浙江
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:手自一体双操控系统:传统按钮+触摸屏操控系统架设在同台锯床的同个操控台上,锯切单片材料、手工调试或其他人工操作时可切换到按钮操作模式,调试完成实现批量锯切时即可转换成触摸屏操控模式,实现自动数控快速锯切,在锯切过程中实现合理切换,完成锯切过程的全部动作。短尾料结构:钳中式双夹头虎钳,分别夹住原料和锯切后的工件,当锯切到尾料段时,不需翻转尾料,只要是尾料尺寸满足工件尺寸,即可正常进给夹紧后完成锯切,既省时又减少尾料的浪费;双轴承顶背导向头:在锯条移动导向臂上加装双轴承顶背导向头,在极小的运行阻力下,减少锯条运行中的上下窜动和锯条磨损,增加锯切时锯条与锯切工件的有效接触面积,提高锯切效率。该产品采用了该公司专利技术:一种锯床控制系统,专利号ZL2015 21042382.0;一种带锯床锯带导向头,专利号ZL201320668164.2;一种带锯床浮动虎钳装置;专利号ZL201320673760.X,处于国内领先水平。
[成果] 1700440984 浙江
TG4 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:产品功能特点: 操作及维护简易。该设备采用人机界面,用户可通过人机界面了解设备所处状态,也可对工艺参数进行自行调试及调整。 通过控制系统的应用,全自动烧焊机能够实现自动上料、模具自动夹、高速完成焊丝跟随、极耳预热、极耳焊接、自动熄火,自动脱模等功能,达到电池极群的自动焊接。该发明较目前的焊接设备,能耗低、效率高、劳动成本少、焊接点牢固可靠、焊接质量高,提高了电池的整体质量,同时延长了电池的使用寿命。产品技术指标: (1)工作节拍:≤40秒/电池 (2)、额定功率:≤2000W (3)工作气压:>0.5MPa洁净空气 (4)、适用范围:20AH电池。
[成果] 1700440620 浙江
TG5 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2017
成果简介:简要技术说明:HQLYJ25机器人轮毂由机架、护筒、立式磨料转桶、磨削液循环系统、四个机器人手臂、自动回转夹具、液压系统、自动化电气控制系统和人机界面组成。该设备打破了传统的人工抛光工艺,采用了全新的轮毂抛光工艺及全新的设计理念,是一种自动化程度较高的轮毂抛光设备,完全可代替人工抛光,实现机器换人。产品通过减速器和减速器转换带动立式磨料转桶及磨料旋转,机器人手臂使轮毂伸进磨料里并正反旋转,实现一种液态研磨抛光工艺,达到零件表面光滑和光泽一致。该设备在工作中增加了磨料循环清洗系统,使磨料清洁,并使磨料始终保持最佳磨削,具有无易爆粉尘,安全环保的特性。主要技术性能指标:1.外形尺寸:2700×2750×2300;2.液压系统额定压力: 10 MPa;3.最大加工轮毂直径:800mm;4.最大加工轮毂高度:300mm;5.磨料转筒转速:3-16 r/min;6.同时抛光轮毂最大数:4件;7.机器人夹具转速:0-70 r/min;8.转筒电动机功率:11kW;9.机器人伺服电机功率:4*2.3kW;10.液压系统电机功率:3.5kW;11.循环清洗系统电机功率:0.75kW;12.总功率:25kW;13.电源(三相四线):380V。推广应用前景与措施:HQLYJ25机器人轮毂设计了一种研磨机机器人手臂,合理运用多种传动结构实现对夹具的控制,自动化程度高,安全可靠,采用了磨料清洗和磨削液循环系统,使磨料始终保持最佳磨削,实现无易爆粉尘,安全环保的特性;通过研究抛光工艺,设计了一种自动回转夹具,适用于不同规格的轮毂抓紧或松开,同时可以在磨料桶内进行旋转,提高了研磨质量和效率。随着研磨技术的不断发展及广泛应用,HQLYJ25机器人轮毂的市场前景十分广阔。该(项目)产品按正常生产能力300台/年计算,产品销售收入按市场价(平均)100000元/台,年销售收入(产值)3000万元。推广措施:根据市场需求,加大HQLYJ25机器人轮毂研磨机的开发,对一些关键技术进行改进改良,很大的程度上提高了产品的制造精度,使产品的质量和稳定性大大提高,且生产效率也大幅的提高。
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