| 成果名称: | 难加工材料绿色高效切削关键技术与装备 |
| 完成单位: | 东莞安默琳机械制造技术有限公司、广东工业大学、广西玉柴机器股份有限公司 |
| 主要人员: | 王成勇、熊伟强、梁清延、郑李娟、袁尧辉、林海生、张世德、吴世雄、朱光前、隋建波、张新生、王勇、王翔、罗杰、姚凯 |
| 介绍: | 以蠕墨铸铁、镍基高温合金、钛合金、不锈钢、模具钢为代表的难加工材料，具有硬度高、强度大、塑性低、脆性高、加工温度高、切削力大、刀具磨损严重、切屑难控制，加工表面质量差等特征，在加工过程中必须采用冷却液，但由此导致加工成本至少增加10%并危害环境与健康等问题。采用绿色高效切削技术加工难加工材料，是国际国内制造业的重大课题，是解决上述问题的关键，也是《中国制造2025规划战略-全面推行绿色制造》、《十三五"先进制造技术领域科技创新专项规划》、《工业绿色发展规划（2016～2020年）工信部规〔2016〕》中提出的要求。 本项目组在自2008年以来，在国际上率先研发了新型油膜附水滴复合喷雾切削技术及系列低温复合喷雾切削技术与装备，突破了蠕墨铸铁、镍基高温合金、钛合金、复合材料、硬质合金、齿轮钢、模具钢、不锈钢等若干难加工材料的绿色切削加工关键难题，并成功应用于航空、航天、汽车、模具、消费电子、机床、发电设备等行业大型骨干企业的重要装备及其零部件制造；摆脱了长期以来大量使用切削液带来的加工成本高、切削废液难处理、车间环境恶劣及影响工人健康等一系列重大问题，同时显著提高了刀具寿命、产品质量与加工效率。本项目获得主要成果如下； （1）高冷却润滑效复合喷雾技术：创建了OoW复合喷雾微量润滑切削技术应用基础理论和技术要求；提出了内/外冷复合喷雾系统设计要求与设计标准，发明了系列单一型内、外冷复合喷雾设备、多工位智能型复合喷雾设备及深孔加工专用复合喷雾设备，填补国内微量润滑设备制造的空缺。该技术相比传统切削油，刀具寿命提升2-10倍，加工效率提升20-80%，切削液成本降低50-100%，，耗电量降低90%，车间PM2.5颗粒物含量同比下降50%以上。 （2）超低温冷风（0 ℃至- 68℃）复合喷雾切削技术：低温环境专用环保型低温切削油、低冰点水性切削液以及防霜化喷嘴，提出了超低温冷风（0℃至-68℃）复合喷雾微量润滑切削技术。解决了航空、航天、汽车、模具、发电设备等行业高端装备用钛合金、高温合金、复合材料以及淬硬模具钢切削加工难题，刀具寿命提升30-100%，加工质量提升30%，加工效率提高20-100%，加工成本降低30-90%。 （3）超低温液氮及超临界CO 2复合喷雾切削技术：提出了新型超低温液氮（-178℃）复合喷雾微量润滑切削技术，发明了液氮复合喷雾系统，解决了超低温下MQL技术存在的刀具润滑效果差的问题，实现了兼具高效冷却和润滑作用的液氮复合喷雾切削技术实际应用；提出了新型超临界CO2（-78℃）复合喷雾微量润滑切削技术，发明了超临界CO2（-78℃）复合喷雾系统及其专用喷嘴，实现了超低温复合喷雾技术高效微铣硬质合金模具；据权威机构检测，在同样切削情况下，超临界CO2复合喷雾切削技术、液氮复合喷雾技术分别比采用切削液刀具寿命提升47%、56%； （4）系列复合喷雾切削技术工艺优化方法和匹配原则：提出了复合喷雾微量润滑切削技术和低温复合喷雾微量润滑切削技术工艺优化方法和优化原则，并结合实际零部件制造过程中复杂加工工序和使用到的复杂刀具类型，发明了智能型复合喷雾微量润滑系统和智能型喷嘴装置，实现了喷嘴自动定位和精准喷射。 本项目获得授权发明专利7项，实用新型专利21项，外观设计专利2项，申请-审核中发明专利33项，实用新型专利11项，参与制定国家标准3项，发表SCI论文2篇，中文核心期刊论文3篇，会议论文2篇，获得"2016年广东省高新技术产品认证" 8项。培养了从事难加工材料绿色高效切削加工方向的博士生2名，硕士生4名。 项目成果在广西玉柴机器股份有限公司、比亚迪股份有限公司、浙江双环传动股份有限公司、成都飞机工业（集团）有限责任公司、上海交通大大学、大连理工大学近50家单位得到广泛应用。经权威部门检测与国际同类先进产品相比，整体技术达到国内领先，国际先进水平。据不完全统计近三年节约新增销售额17852.3万元，新增利润1785.23万元，节约刀具成本与冷却液成本3382.46万元（未计入冷却液设备维护成本及环保处理的成本）, 新增税收306.53万元。预计2018年将新增销售额35295万元，新增利润3629.8万元，节约生产成本2148.24万元。本项目成果已应用到多个工业领域，产业链长，其带动的相关产业的经济效益巨大。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2018】0041 |
| 登记日期: | 2017-12-28 |
| 研究起止时间: | 2008.01 至2017.11 |
| 所属行业: | 制造业 |
| 所属高新技术类别: | 先进制造 |
| 评价单位名称: | 广东省机械工程学会 |
| 评价日期: | 2017.11.27 |
