2022年（nián）機床工具專業“機械工業（yè）科學技術獎”項目申報及獲獎情況分析-特種加工機床網-數控機床市場（chǎng）網

您現在的位置：特種（zhǒng）加工機床網（wǎng）> 熱點新聞>2022年機床工具專業（yè）“機械工業科學技術獎”項目申報及獲獎情況分析

2022年機床工具專業“機械工業科學技術獎”項目（mù）申報及獲獎（jiǎng）情況分析

2022-11-4 來源：機床（chuáng）協會（huì）作者：-

日前，2022年度機械工業科學技術獎評獎（jiǎng）公（gōng）示（shì）期（qī）結（jié）束，業界（jiè）人士注意到，有多項機床（chuáng）工具項目獲獎，今（jīn）對“2022年度機械工業（yè）科學技術獎”機床工具專業申報及獲獎情況（kuàng）做簡要分（fèn）析。

一、項目申報情（qíng）況

2022年度機械工業科學技術獎機床（chuáng）工具專（zhuān）業組申報項目合計41項，與（yǔ）上年度相比增加7項，增幅20.6%。今年機械工業科學技術管（guǎn）理委員會增加了網評流程，網評通過率整體控製在70%，通過網評的會評（píng）項目29項。在29個項目中，有4個項目申報技術發明獎，25個項目申報科技進步獎。

2011年（nián）至2022年申報機械工（gōng）業科（kē）學技術獎（機床工具專業）項目數量情況見表1。

表1 2011-2022年機械工業科學技術獎（機床組）項目申報（bào）數

在進入會評的29個項目中，企業申報的項目22項，占比75.9%，企校（校企）聯合申報7項，占（zhàn）比24.1%，企業成為2022年申報“機械工業科學技術獎（jiǎng）”的主要力量，體現（xiàn）了企（qǐ）業是（shì）技術創新的主（zhǔ）體。

參（cān）與評審的項目在行業和專業屬性方麵，金切機床類項目（mù）10項，占比（bǐ）34.5%；金屬成形類項（xiàng）目8項，占比20.6%；鑄造類項目（mù）5項，占比17.2%；工具（jù）類（刀具、磨料磨具）項目2項，占比6.9%；自動控製和生產線類項（xiàng）目2項，占（zhàn）比（bǐ）6.9%；機床功能（néng）部件和附（fù）件類項目2項。參評項目在（zài）行業（yè）和專業覆蓋麵上比較廣，金（jīn）切機床、成形機床和鑄造類項目是申報機床（chuáng）工具組科技獎的主力軍，鑄造類（lèi）項目今年增加比較多。

二、獲獎情況及分析

經機械工業科學技術（shù）獎機床工具專業評審組評審以及機械工業科學技術獎評審委（wěi）員會審核批準，申報（bào）單位確認，最終確定16個項目獲獎，獲獎比例為39%。16個獲獎項目中，特等獎1項，一等獎1項、二等獎7項、三等獎7項。2022年度機械工業科學技術獎（jiǎng）機床專（zhuān）業獲獎項目見表2，2011-2022年曆年機床工具專業獲獎情況見（jiàn）表3。

表2 2022年機械工業科學技術（shù）獎（機床工具專業）獲獎項目（mù）

表3 2011-2022年機床工具專業曆年獲獎情況

盡管2022年（nián）度機械工（gōng）業科學技術（shù）獎機（jī）床工具組申報項目不多，但（dàn）項目質量較高，獲得特等獎1項，一等獎1項。獲（huò）獎結（jié）果具有以下幾個特點：

第一（yī）、本年度獲獎項目比例曆年偏低。獲獎比例低或將（jiāng）成為今後機械工業科學技術獎評選（xuǎn）中的常態。其原因，一是由於獎勵辦（bàn）公室執行國（guó）家相關政策要求，對於獲獎項目比（bǐ）例有嚴格要求。二（èr）是今年執行新的規（guī）定，本（běn）年度各等級指標數根據申報單位在申報時所填報的等級予以設定，申報單位可以選擇一（yī）等獎以上、一（yī）等獎或二等獎、二等獎、二等獎或三等獎、三等（děng）獎和均可6種選項（xiàng），如果發生評（píng）審（shěn）等級低於提名等級的項目不予確認。2022年度，機床工具（jù）組會（huì）評項目中，有7個項目（mù）由於申報的等級高於實際評審的等級，項目申報單位對（duì）於項目獲獎有較高的期望，從而放棄獲得低於申報等級的獎項。由於規則是按本行業申報項目總數的一定比例分（fèn）配獲獎名額，為爭取更多的行業創新成果獲得表彰的機會，還需要行業企業、研（yán）究機構、大專院校更加廣泛的參與。

第二、獲獎項目覆蓋的行業（yè）和（hé）學（xué）科廣泛。金切機床、成形機床、鑄（zhù）造機械、工具類（刀具、磨料磨具）、控製技術及生產線（xiàn）、功（gōng）能部件和附件項目均有獲獎。

第三，高等級獲獎項目集中來自企校、校企（qǐ）聯合申報項目。本年度獲（huò）得特等獎和一等（děng）獎的（de）項目來自企校和校企聯合申報。獲得二（èr）等獎的7個項目中，5個項目來自企（qǐ）校聯合申報（bào），2個來自企（qǐ）業申報。獲得三等獎的7個項目全部來自企業申報。企業在編寫申報材料時，有可能對技術描述集（jí）中在應用效果方麵（miàn），而（ér）對技術理論（lùn）和數（shù）據上的分析有欠深入，今後申報時需多加注意。

第四，2022年申報機械工（gōng）業科學技術獎（機床工具組）的項目質量很高，競爭激烈。由於各個等級對獲（huò）獎比例有嚴格要求，同（tóng）時，發（fā）生（shēng）評審（shěn）等級低於提名等級的項目不（bú）予確認，使得很多優秀的項目落選，令人惋（wǎn）惜。

三、部分獲獎項目介紹

1．強激光光學元件超精密製造技術（shù）、成套裝（zhuāng）備研究及應用

榮獲技術進步特等獎。由中國（guó）工程物理研究院激光聚（jù）變研究中心、中國（guó）兵器科學研究院寧波分院、哈爾濱工（gōng）業大學、廈門大學、中國工程物理研究院機械製造工藝研究所、上海（hǎi）中晶企業發展有限（xiàn）公司、北京微納精密機械有限公司（sī）、中國工程物理研究院共同完成。項目遵（zūn）循工藝牽引、裝備與工藝深度融（róng）合（hé）的總體思路，提出基於超精密形麵創成的確（què）定性控形流程製造新方法，創（chuàng）新高動態特性超精密光學製造機床設計，發明高性能工具及核心功能部件（jiàn），構建強激光光學元（yuán）件超（chāo）精密製造技術體係，自主研發（fā）成套裝備，社會效益巨大。創新（xīn）點如下：

（1）提出“光學（xué）表麵超精密創成+全空間頻段誤差確定性（xìng）控製”的強激光光學元件（jiàn）全流程工藝（yì）方法，自主研製了 26 台套超（chāo）精密光學元件加工係列（liè）裝備，建成了（le）平麵、非球麵等3條強激光光學元件先進製造示範線，實現了納米級形狀精度、納米級波紋度、亞納米級粗（cū）糙度的大口徑強激光光學（xué）元件高效高精度製造。

（2）研製了高精度快速拋光機（jī）床，解決了基準麵精密快速成形加工問題；研製了單點金剛石超精密機床，解決了大口（kǒu）徑晶（jīng）體亞納米表麵粗糙（cāo）度切削加工難題。

（3）針對非（fēi）軸對稱非球麵光學元件高效製造，發明了（le）特殊的拋光算法，研發出氣囊、磁流變、離子束等係列（liè）數控拋光設備，保證了元件高（gāo）效製造需要。

（4）發明（míng）了大尺（chǐ）寸柔性拋光盤形（xíng）狀誤差在位檢（jiǎn）測及精密修整技術，研製了平麵快速拋光機床和全口徑補（bǔ）償拋光（guāng）機床，提高了拋光材料去除效（xiào）率，大幅提升（shēng）了平麵類元件製造效率。

2．高速精密數控機床誤差控製關鍵技（jì）術及應用

榮獲（huò）技術（shù）發明（míng）一等獎。由西安交（jiāo）通大學（xué）、廣（guǎng）州數控設備有限公司、浙江海德曼智能裝備股份有限公司、寶雞機（jī）床集團有限（xiàn）公司、武漢華中數控股份有限公司、無錫超通智能製造技術研究院有限公司共同完成。項目在（zài）國家973及04專項等（děng）支持下，圍繞機（jī）床熱誤差、空間輪廓誤差、主軸高速不平衡誤差等影響數控機床精度及穩定性的難（nán）題，在機床空間（jiān）及動態（tài）誤差的建模與補償批量化工程應用、主軸高精度在線動平衡等方麵取得了（le）首創（chuàng）性技術突破，實（shí）現了國產數控係統等功能部件誤差（chà）控製能力和機床精度及穩定性的顯著提升，開發自主可控的國產數（shù）控機床，解決了航空航天（tiān）、精密模具（jù）、汽車製造等行業關（guān）鍵零部件的（de）精密製造難題。主要發明如下：

（1）提出了機床熱誤差標（biāo）準化建模與智能優化方法，發明了具有參數自校正功能的熱誤差建模和補償軟硬件（jiàn）模塊，首次（cì）實現（xiàn）了同類機床熱（rè）誤差（chà）模型的批量（liàng）化穩定應用。

（2）發明了機床摩擦動態誤差自適應控製技術，提出了考慮刀（dāo）具空間矢量的機床空間幾何誤差測量與辨識方法，解決了機床配國產數控係（xì）統的空間輪廓誤差補償批量化應用難題，使普通（tōng）機床體對角（jiǎo）線誤差＜25μm、圓度誤差＜2.5μm，達到精（jīng）密機床等級。

（3）提出了一（yī）種基於動力學傳遞係數（shù）的主軸（zhóu）不平衡矢量的無試重辨識方法，發（fā）明了高效精（jīng）密（mì）噴液式在線平衡終端和係統，實現（xiàn）了機床電（diàn）主軸轉子係統30000r/min下的（de）在線（xiàn）動平衡，精度超過G0.4級，主軸在線動平衡誤（wù）差控製（zhì）處於國際先（xiān）進水平。

（4）發明了誤差智能建模與補償模塊、在線動平衡裝置等軟硬件係統，突（tū）破了國外主（zhǔ）流數控係統（tǒng）誤差補（bǔ）償接口限製，提升了廣數和華中等國（guó）產數控係統誤差（chà）控製能力（lì），開發了GSK25i等4款國產高端數控係統，在海德曼（màn）、寶雞機床等20餘種國（guó）產機床上實現批量化工程應用（yòng）。

3．功能微結構精密磨削用金剛石仿形砂輪關鍵技術及應用

榮獲技術進（jìn）步二等獎（jiǎng）。由（yóu）鄭州磨料（liào）磨具磨削研究所有限公司、哈爾濱工業（yè）大學、河南省力（lì）量鑽石股份有限公司、河南黃河旋風股份有（yǒu）限公司共同完成。金剛石仿形砂輪是實現高性能功能微結構器件製造的核心（xīn），其加（jiā）工精度（dù）和質量對微結構的性能發揮具有決（jué）定性作用。項目攻克了高端金剛石仿形砂輪核心關鍵（jiàn）原材料設（shè）計製備、微細仿形結構高精度加工與（yǔ）檢測、超聲流固複合磨（mó）拋（pāo）工藝和裝置等核心技術，取得了如（rú）下創新成果：

（1）構建（jiàn）了砂輪動態硬度及載荷分布模型，揭示了仿形砂輪磨損失效及形（xíng）性演變機製；開發了新型結構（gòu）金（jīn）剛石高效合成技術和新型（xíng）結合劑，實現了金剛石磨粒與粘（zhān）結劑界麵（miàn）的化學冶金鍵合。

（2）開發了金剛石仿形砂輪精（jīng）密成形（xíng）技（jì）術、自適應（yīng）往複交叉加工（gōng）和（hé）摩擦驅動修整與檢測技術，實現了高（gāo）精度製造與檢測。

（3）提出了微結構磨削角（jiǎo）概念，建立（lì）了麵向微結（jié）構的超聲複合磨削模型，揭示了（le）在其影響下的磨粒動態軌跡演（yǎn）變和低損磨削機製；開發了裂紋損（sǔn）傷在線預警監測係統，實現了微（wēi）結構表麵裂紋崩碎損傷的有效監控；發明了低損高（gāo）效超聲流固複合磨拋工藝（yì）及裝置（zhì），加工效率和質量顯著提升。

4．伺服冷精鍛自動化智能生產線關鍵技術研發及應用

榮（róng）獲（huò）技術進步二等獎。由江（jiāng）蘇興鍛智能（néng）裝備科技有限公司、江蘇大學共同完成（chéng）。本項目重（chóng）點在冷精（jīng）鍛裝備的伺服化、自動化生產線集成，智能化技術應用等方麵進行創新，實現了高強度鋁合金鍛件高節拍、高精度（dù）、高穩（wěn）定、自動化生產的目標。主要科技創新工（gōng）作（zuò）包（bāo）括：

（1）突（tū）破了多電機伺服直驅架構下高剛性（xìng）機架與高剛性傳動機構的關鍵技術，使（shǐ）用低速大扭矩直驅技術，研製出了16000kN 肘杆式冷溫精鍛伺服壓力機。

（2）提出了四電機直驅高（gāo）效率傳動技術方案，突破了四電機同步（bù）驅動與控（kòng）製技術，解（jiě）決了齒隙非線性（xìng）等關鍵技術難題。

（3）研製了具有接觸感知功能的伺服直（zhí）驅三次元十軸（zhóu）步進梁機械手和伺服冷精鍛自動化智能生產線。

（4）開發了基（jī）於工控機和國產實時操作係統（SylixOS）的（de）伺服壓（yā）力（lì）機控製係統及智能化生產線運維（wéi）服務平台。

（5）研（yán）發了6000Nm～35000Nm峰值扭矩的內嵌式（IPM）低速大扭矩伺服電機係列產品和高過載、大功（gōng）率伺服驅動器係列產品（pǐn）。

5．超大超重（chóng）型轉子槽（cáo）高效精確銑削加工機床關鍵技術及應用

榮獲技術進步二等獎。由通用技術齊齊（qí）哈爾二（èr）機床有限責任公司完成（chéng），項目針對（duì）電機、汽（qì）輪機製造企業的生產需求和超大超重型轉子（zǐ）槽高效精確銑削（xuē）加工機床設計製造中存在（zài）的突出問題（tí），研發超大超重型轉子槽高（gāo）效精確銑削加工機床關鍵技術，形成具有自主知識產權（quán）的超大超重型轉子銑削加工專機設計製造與裝調（diào）工藝（yì）技術，研製電機和汽輪機（jī）超大超重型轉子銑削加（jiā）工專機產品，通過成果推廣應用，解決超（chāo）大（dà）超重型轉子槽高效精確銑削加工中亟待（dài）突破的關鍵技術瓶頸問題，為（wéi）大型能源裝備研製和生產（chǎn）提（tí）供技術（shù）保障。主要創新點（diǎn）如下：

（1）超大超重型轉子槽高效精確銑削加工機床設計製造技術。研製出基於立柱（zhù）的箱中（zhōng）箱整體結構、主軸箱中心熱對稱分布、四導軌冗餘結構的重型轉子輪槽（cáo）銑床，轉子加工範圍最大長度15000mm，最大直徑3400mm，工（gōng）件（jiàn）重量300t，實現了超大超重型轉子槽銑削加工機（jī）床設計製造技術上的突破。

（2）超大超重型轉子自適應靜壓支撐與回轉精度保障技（jì）術。轉（zhuǎn）子主（zhǔ）支撐采用靜壓（yā）球麵軸瓦技術，保證了軸瓦與轉子軸的接觸麵積，降低了調整難度，確保支撐更（gèng）加安全可靠。

（3）超大超重型轉子回轉進給分度（dù）係統與精度可靠性保證技術（shù）。該（gāi）係統由伺服電機直聯高精度（dù）、低背隙減（jiǎn）速機驅動，采用雙（shuāng）列圓柱滾子（zǐ）軸（zhóu）承與雙角接觸球軸（zhóu）相結合，使係統主軸獲得高剛度，通過雙左右旋轉齒輪相互齧合，利用碟（dié）簧預緊調整齒輪軸向距離，消除主軸的（de）轉動間隙，保（bǎo）證了回轉進給分度係統的無間隙傳動，分度最大扭（niǔ）矩達到 175680Nm，分度精度達到±3"。針對轉（zhuǎn）子外圓加（jiā）工誤差、撓曲變形和（hé）轉子滑動引起的分度誤差對轉子槽加工精度的影響，研發出雙（shuāng）反饋係（xì）統誤差檢測（cè）校（xiào）驗技術。

6．智能化液態、半固態模鍛液壓機生產線

榮獲（huò）技術進步二等獎。由天（tiān）津市天鍛壓力機有限（xiàn）公司、天津大學、天津職（zhí）業（yè）技術師範大學、天津中德應（yīng）用技術大學共（gòng）同完成。本項目應用輕量化車輪鍛（duàn）造（zào）技術與數字化控製係統，所（suǒ）建成的鍛造生產線以液態模鍛（duàn）液壓機為核心技（jì）術裝備，優化了智能（néng）模（mó）鍛液壓機的（de）主機結構設計、鍛造過程的速度和壓力的控製算法；再進行（háng）輔助裝置的（de）集成研發；最（zuì）後，通過MES和工業以太網實現生產線的數字化控製，保證了（le）液（yè）態模鍛鋁合金輪轂產品的（de）穩定性和（hé）可靠性。主要創新（xīn）點如下：

（1）研製出液態、半固態模鍛專用（yòng）液（yè）壓機，並基於MES係統，依據鋁合金輪（lún）轂（gū）成形工藝技術要求，將液壓機與定量爐、取料機器人、冷卻係統（tǒng）、自動噴淋裝置、稱重裝（zhuāng）置、刻字裝置等集成，形成液（yè）態模鍛工序生產單元（yuán）。

（2）開發了恒升壓速（sù）率與變升壓速率的液態、半（bàn）固（gù）態模鍛成形控製係統，實現了液態、半固態模鍛鋁（lǚ）合金輪轂一（yī）次成（chéng）形。

（3）開發了具有配方（fāng）信息、工件信息和工藝數據智能化運維數據（jù）的管理係統，實現了液態、半固態模鍛鋁（lǚ）合金輪（lún）轂（gū）的工藝分析和質量追溯。

7．大型高精度數控立（lì）式磨（mó）床開發與應用

榮獲技術進步二等（děng）獎。由（yóu）無錫市明鑫（xīn）數控磨床有限公司、無錫市明鑫機床有限公司共同完成。項目開發了（le）5軸數控雙立柱定梁機床結構、高精度（dù）大直徑重載荷閉式靜壓工作台、高精度高剛性磨頭主軸、高靈敏度進給係統、高剛性砂輪（lún）修整器等機床部件，滿足了超大型風（fēng）電主軸軸承的精密加工要求；研發了磨架液（yè）壓自動平衡、斷電自鎖保護等關鍵技術（shù）以及（jí）帶有二次開發交互界麵的數控係統。產品具有高效率、高精度、高承載能力、自適應、大型化等特（tè）點。項目的主（zhǔ）要創新點如下：

（1）單工位多複雜型腔精密立式磨床結構（gòu）創（chuàng）新設（shè）計。設計了雙立柱定梁、雙（shuāng）磨架和高精度數控回轉轉塔結構（gòu）的布局方式，考慮承受動靜（jìng）態交變（biàn）載荷的高剛度底盤及立柱設計，研究了（le）放（fàng）射狀磁極電永磁吸（xī）盤T形槽排布規律、電磁有效吸（xī）力與工件重量之間（jiān）的參數（shù）匹配、導磁（cí）塊安裝方式等，開發了磁力調整與消磁裝（zhuāng）置（zhì）。

（2）高（gāo）性能大型精密功能（néng）部件的研究開發。高精度高剛性磨頭主軸係統，高剛性砂輪修（xiū）整器，高剛（gāng）性高精（jīng）度（dù）靜壓工件回轉（zhuǎn）主軸（zhóu），進給係統剛性和靈敏度設計。

（3）功能模塊與磨（mó）床主（zhǔ）結（jié）構相互作用下（xià）的精度控製。依據靜力學（xué）分析、模態分析和諧響應分析，開展了磨架和工（gōng）作台的結構優化設計。建立了磨床主體結構的虛擬樣機（jī），利用（yòng）有限元分析和實驗相結合的方法進行磨床（chuáng）主體（tǐ）結構在靜動態載荷下的優化設（shè）計和可靠（kào）性設計。對整機熱源敏感性進行分析和測試，優化機床結構。

（4）考慮動態多物理場特性的精（jīng）密磨削工藝改進。對多剛體運動下的（de）幾何誤差和載荷（hé）誤差科學評估，創建基於動態效應和（hé）熱變形分析的磨削工藝庫，建立幾何誤差、載荷（hé）誤差、熱變形等影響磨床（chuáng）精度誤差的主要誤差源的綜合精度誤差模（mó）型。可實時高效、精確（què）地對磨床誤差進行補償，提高磨削精度，提高磨床的工藝性能。

8．高速（sù）、精密數控車磨複合加工（gōng）機床

榮獲（huò）技術發明二等獎。由通用技術集團機床工程研究院北京工研精（jīng）機股份有限公司、北京航空航天大學共同完（wán）成。項目依托04專項，針對汽車CVT自動（dòng）變速箱關鍵零件批量（liàng）加工（gōng）的需求，從設計、製造、精（jīng）度與可靠性保障等方（fāng）麵開展了係（xì）統研究工作，成功研製出μ4000TG車磨（mó）複合機床，可在一（yī）次裝夾中實現外圓、端（duān）麵、內孔及內溝槽的（de）高效、高（gāo）精度連續工序的車削、磨削加工，滿足了零件精密加工要求。主要創（chuàng）新點有：

（1）建立了從零件加工需（xū）要與整（zhěng）機（jī）結構相適應的整機正向設計技（jì）術體係，設計了車磨複合加工機床。機床采用高剛度、高（gāo）阻尼性的人（rén）造礦物鑄件床（chuáng）身，床身上（shàng）鑲嵌著各個（gè）重要零部件（jiàn）的安裝基麵，安裝基麵彼（bǐ）此獨立。X向導軌、直線電機（jī）及副工作台固定在安裝基（jī）麵上；工件主軸固定在十字溜板上，隨十字溜板一起運行；各個加（jiā）工工位（wèi）包括內孔磨削軸（轉速達（dá）45000r/min）、硬車削裝置（可車削硬度HRC58～63的零件）、測（cè）量裝置（zhì）、溝槽磨削裝置（轉速達36000r/min）、錐麵磨（mó）削軸（zhóu）（內置動平衡及AE聲納係（xì）統）等固定在副工作台上。機床集硬（yìng）車削、外錐麵磨削、內孔磨削、球道磨削等（děng）多種加工方式於一體，實現了工件在一次（cì）裝夾中完成全部加工的要求，確保了批量零件的高精度、高效率加工。

（2）創新（xīn）性設計了五爪（zhǎo）彈（dàn）性氣動夾緊裝置，解決了軸套類、盤套類零件在硬車削中大切削力下的裝夾精度。該夾具采（cǎi）用雙作用（yòng）氣缸（gāng）+矩形彈簧執行鬆開（kāi）夾緊（jǐn）功能，夾緊（jǐn）安全（quán）可靠；應（yīng）用五角氣缸杆推動五（wǔ）爪活塞軸杆同步運動，夾緊一（yī）致性好（hǎo）、導向精度高；中心配（pèi）置接長冷卻接頭，內磨加工時冷卻（què）散熱快（kuài），解決了工件磨削時發熱燒傷問題。

（3）創新性設計了直線型溝槽磨削裝置，解決了小（xiǎo）直徑內（nèi）孔溝槽（cáo）難（nán）加工的問（wèn）題。該裝置由伺服電機、同步帶輪、同步帶、砂輪軸係、底座、砂輪架等組成增速機構，變速比為（wéi）4:1，砂輪的最高轉速可達到36000r/min。砂（shā）輪架采用38CrMoAl材料經鍛造而成，有效提高了砂輪架的剛度，減小了磨（mó）削振顫。

（4）加工係（xì）統整（zhěng）體溫度控（kòng）製技術。通過（guò）采用結構優（yōu）化及整體溫度控製專利技術，使加工區（qū）的溫（wēn）度可控，有效控製了機床的（de）熱變形，在（zài）使（shǐ）用中降低了機床對於周圍環境（jìng）溫（wēn）度的要求，具（jù）有很好的現場適應性。

（5）建立了硬車削（xuē）及CBN砂（shā）輪高精、高速、高效的加工工藝體係，在用戶生產中取得良好（hǎo）的應用（yòng）效果。

9．高端裝備主軸單元係統關鍵技術研究及應用

榮獲（huò）技術進步二等獎。由洛（luò）陽軸承研究所有限公司、洛陽開遠智能精機有限公司、河南科技大學、西安交通大學共同完成。本項目針對數控機床等高端裝備所需核心關鍵功能部件電主軸（zhóu）開（kāi）展設計及精密（mì）加工製造等係統研究，開發基於智能化需求的高性能數控（kòng）機床係列主軸單元及精密軸承。掌握了高端（duān）裝備主（zhǔ）軸單元及（jí）電主軸的設（shè）計方法，形成了一係列具有自主知識產權的核心技術，提高了智能（néng）製造等（děng）相關功（gōng）能部件企（qǐ）業的競爭力（lì），為國產高性能主軸的推廣打下了（le）堅實基礎。本項目關鍵技術如下：

（1）高速電主軸係（xì）統工作狀態的瞬態動力學分析。基於有限元單（dān）元建模方法建立主軸動力（lì）學分析模型，提高了建模的快速性和分析的準確性。研究高速電主軸在工作（zuò）狀態的固有頻率等動態性能，為主（zhǔ）軸的優化設計以及狀態分析提供依據。

（2）高剛度電主軸軸係單元係統設（shè）計技術。建立電主軸軸（zhóu）係模型，進（jìn）行（háng）軸徑、支撐跨距和（hé）一階臨界轉速目標函數的優化設計。采用前端卸荷的軸係結構，實現主動卸（xiè）荷。此軸係結構緊湊，作用在轉軸軸係上的附（fù）加質量小，且動作可靠。

（3）高速電主軸電機永磁轉子設（shè）計（jì）技術。采用（yòng）主副永磁體結構，能夠平衡主軸在高速旋轉過程（chéng）中產生的應力，在電（diàn）磁性能方（fāng）麵，磁阻更小，在增加恒功率段弱磁（cí）調速（sù）範圍的同時優化氣（qì）隙磁密波形，減小漏（lòu）磁，降低電流諧波量，減小轉矩脈動，平衡轉子各處應力。

（4）超高速軸承（chéng）長壽命、低功耗優化設計技術（shù）。研究了載荷、轉速、預緊（jǐn）載荷等工況條件下軸承結（jié）構參數與軸承溫升和（hé）摩擦力矩的關係，建立了超高速球軸承低功耗設計（jì）方法，掌握了工況條件、軸（zhóu）承結構參（cān）數（shù）及潤滑參數對軸承溫升和摩擦力矩的影響規律，形成了以額定動載荷和摩擦力矩為指標的（de）超（chāo）高速球軸承長壽命、低功耗設計（jì）技術。

（5）高端裝備主軸單元潤（rùn）滑及（jí）冷卻技術。建立高速電主軸在脂潤滑下的有限元數學模型，從轉速、填脂量、潤滑脂粘度等多方麵，對軸承腔內潤滑脂分布、油膜特性進行數值分析，探明了摩擦和（hé）發熱（rè）機理以（yǐ）及電主軸的熱態性能（néng），確定了特定工況下潤滑脂（zhī）最佳粘度和填脂量。對於電機部分，在定子外周采（cǎi）用“凹”字形截麵的螺（luó）旋流道，提高熱交換率，實現電機定子強製（zhì）冷卻。對（duì）於軸承部分，采用外圈軸（zhóu）承座“雙環形槽”結構，進出油口（kǒu）“三進三出間隔”結構，連續通過冷卻油，實現均勻、高效強製冷卻。

（6）基於負泊（bó）鬆比材料（liào）的高（gāo）速主（zhǔ）軸軸承智能預（yù）緊技術。提出了一種基於泊鬆（sōng）比可控結構軸承隔套的預緊力自適應調節方法。該隔（gé）套在離心（xīn）力作用下會發生軸向（xiàng）變（biàn）形（xíng），產生軸（zhóu）向（xiàng）力使軸（zhóu）承預（yù）緊（jǐn）力得（dé）以改變，從而可實現在不同轉速（sù）下（xià）預緊力的自適應調節。

作者：沈華紅（協會市（shì）場部）責編：張芳麗

投稿箱：
如果您有機床行（háng）業（yè）、企業相關新聞稿件發表，或進行（háng）資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更（gèng）多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數（shù）據

| 更多（duō）

博文選萃（cuì）

| 更多