上海交大教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)“高效切削刀具技術(shù)” 助力高端制造

在航空航天、能源和汽車等高端制造領(lǐng)域，難加工零件的高效切削對(duì)刀具耐磨損和長(zhǎng)壽命有著很高的要求。我國(guó)刀具市場(chǎng)總消費(fèi)規(guī)模雖然世界第一，但國(guó)產(chǎn)高效切削刀具只占約15%，高端制造領(lǐng)域高效切削刀具嚴(yán)重依賴進(jìn)口。上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授、制造技術(shù)與裝備自動(dòng)化研究所所長(zhǎng)陳明團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)20余年，發(fā)明了金剛石刀具涂層制備新技術(shù)，研制出涂層成套裝備，構(gòu)建了高效切削刀具制備技術(shù)鏈，在國(guó)內(nèi)首次建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金剛石涂層刀具生產(chǎn)線并在行業(yè)內(nèi)推廣。開(kāi)發(fā)出系列化刀具設(shè)計(jì)與應(yīng)用專業(yè)軟件，最終形成7大類18個(gè)系列高效切削刀具產(chǎn)品。

成果廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、汽輪機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)等重大裝備制造領(lǐng)域。高效切削刀具國(guó)產(chǎn)化對(duì)我國(guó)重大裝備研制技術(shù)安全性起到保障作用，助力中國(guó)高端制造。

勇于挑戰(zhàn)，持續(xù)創(chuàng)新

切削加工是機(jī)械制造基礎(chǔ)工藝，刀具是加工系統(tǒng)關(guān)鍵，常常被比喻成機(jī)床的牙齒，起到四兩撥千斤的作用。傳統(tǒng)刀具在高速切削中精度保持性差、耐用度低，無(wú)法滿足航空航天、能源、汽車等高端制造領(lǐng)域?qū)Φ毒叩母呔群烷L(zhǎng)壽命要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)刀具消耗全球第一，但高效刀具長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，難以滿足加工成本進(jìn)一步降低和重大裝備研制國(guó)產(chǎn)化水平進(jìn)一步提高的要求，實(shí)現(xiàn)高效切削刀具國(guó)產(chǎn)化的需求已迫在眉睫。

陳明教授團(tuán)隊(duì)在“973”“863”“04”重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持下，圍繞高效切削刀具的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用等方面開(kāi)展研究。在研究過(guò)程中，他領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)注意到國(guó)產(chǎn)高效切削刀具在設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)上的缺失問(wèn)題，提出了形性協(xié)同精準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，完成了基礎(chǔ)理論創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)突破。開(kāi)發(fā)出系列化刀具設(shè)計(jì)與應(yīng)用專業(yè)軟件，最終形成7大類18個(gè)系列高效切削刀具產(chǎn)品。陳明教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)國(guó)產(chǎn)高效切削刀具缺乏關(guān)鍵制備技術(shù)的難題，發(fā)明了金剛石刀具涂層制備新技術(shù)，研制出涂層成套裝備，構(gòu)建了高效切削刀具制備技術(shù)鏈。與傳統(tǒng)刀具壽命相比，其開(kāi)發(fā)的金剛石涂層刀具壽命提高了整整10倍；與此同時(shí)，他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了系列化大規(guī)格復(fù)雜型線刀具，為百萬(wàn)千瓦級(jí)汽輪機(jī)和重型燃機(jī)國(guó)產(chǎn)化提供大規(guī)格型線輪槽銑刀和組合拉刀，打破了國(guó)外在該領(lǐng)域的刀具技術(shù)壟斷。

促高端制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展

多年來(lái)，在陳明教授的帶領(lǐng)下，上海交通大學(xué)切削磨削與刀具研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)在高速切削技術(shù)、高效磨削技術(shù)、先進(jìn)刀具開(kāi)發(fā)與超硬砂輪應(yīng)用研究的路上穿越無(wú)數(shù)風(fēng)雨與坎坷，也收獲了掌聲和鮮花。研究團(tuán)隊(duì)在“高速切削技術(shù)”方面成果被列入工業(yè)和信息化部“百項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)計(jì)劃”。

目前，研究團(tuán)隊(duì)擁有較為完善的先進(jìn)儀器設(shè)備，并與國(guó)內(nèi)汽車、航空航天和發(fā)電設(shè)備行業(yè)的代表性企業(yè)建立了長(zhǎng)期的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”合作關(guān)系，研制的高效切削刀具也已在中國(guó)商飛上海飛機(jī)制造有限公司、上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機(jī)廠等40多家高端裝備制造企業(yè)遍地開(kāi)花。

高效切削刀具技術(shù)上的成功，在一定程度上會(huì)對(duì)我國(guó)重大裝備研制技術(shù)安全性起到保障作用，并促進(jìn)高端制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展。