哈理工大型、复杂零部件用现代刀具研发获进展

哈尔滨理工大学科研人员近日在大型、复杂零部件用现代刀具系列产品化与开发研究中取得了一系列新的进展。他们研制的超硬刀具、高速铣削刀具、重型刀具等数十个品种和规格的完全拥有自主知识产权的系列产品,实际生产应用中不仅大幅提高了劳动生产效率,也解决了企业遇到的诸多关键技术难题。所研制的重型刀具可提高生产率30%以上,超硬铣刀刀具寿命比硬质合金刀具寿命提高约100倍。

为满足我国装备制造业对现代刀具的巨大需求,哈尔滨理工大学教授李振加、刘献礼等领导的科研小组在黑龙江省重点科技攻关项目“大型、复杂零部件用现代刀具系列产品化与开发研究”的支持下,从2002年开始对现代刀具进行理论和实验研究。在超硬刀具系列开发与产品化研究中,他们通过对聚晶立方氮化硼(PCBN),刀具硬态切削机理、失效机理的研究,共开发出10个品种25个规格的PCBN和7个品种21个规格的聚晶金刚石(PCD)超硬系列刀具,包括目前国际上最先进的PCBN涂层刀具、带有断斜槽结构的PCD刀具和具有Wiper刀尖结构的PCBN刀具。其中,WiperPCBN刀具可加工出Ra=0.195μm的高质量精密表面,这一指标目前国际上尚未见报道。

在重型刀具研究领域,项目组开展的数学模型与槽型优选技术的研究,在重型及难加工材料刀具方面所进行的黏结破损机理的系统研究等工作,在国内外亦未见有相同文献报道。

为适应高速切削加工技术的发展,项目组还对高速铣削机理、高速铣刀安全性技术和复杂曲面高速铣削加工技术等进行了深入系统的研究,开发出6个品种20个规格具有较高安全性和动态切削性能的高速铣刀产品,复杂、精密零部件高速切削加工效率提高30%～50%。

在研发的过程中,项目组还建立了大型容器切削加工工艺数据库及工艺参数优化专家系统以及高速铣刀CAD/CAM系统与切削数据库等,为深入研发更先进的刀具奠定了坚实的理论和实验基础。

上述成果目前已实际应用于国防、仪器仪表、汽车制造、重型机械设备制造、电站设备等行业,经济效益十分显著。仅中国一重集团公司和哈尔滨电机厂有限责任公司就实现经济效益528万元。

业内专家对该项技术及应用给予高度评价,认为该项成果的推出标志着我国现代刀具的研发已达到国际先进水平,在复杂刀具及重型刀具黏结破损机理等研究领域已领先于国际水平。

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