高能脉冲放电高速铣削技术及专用数控机床
一、成果简介
（一）成果概述
针对航空航天、军工等领域应用日益广泛的高温合金、钛合金、硬质合金等难切削材料构件的加工难题，开发出了高能脉冲放电高速铣削技术。该技术采用高频高压低能电火花脉冲击穿电极与工件间的工作液介质，形成电火花放电通道，大功率直流电源通过该通道形成具有很高电流密度及电流的高能高温等离子体，由高能高温等离子体快速蚀除工件材料。通过工具电极的高速旋转与工作液的快速冲刷来切断电弧，实现间歇性电弧的加工。用其加工钛合金时的效率可达21494mm3/min。研发出了专用高能脉冲放电铣削电源、数控系统、伺服驱动系统和数控机床本体等，研制出其五轴联动数控机床。采用该技术装备重新编制工艺规程，研制出新型涡轮排气装置，及时有效解决了火箭芯级发动机的关键零部件的制造难题，为国家重点战略的推行做出了重要贡献，相关事迹被中国青年报、学习强国等报道。
（二）技术特点及技术指标
针对航空航天、军工和高端海洋油气装备关键零部件中常用的高温合金、钛合金和金属陶瓷等难切削材料零部件加工，构建了高温合金、钛合金、硬质合金等典型难加工材料的加工工艺数据库，研制出高能脉冲放电高速铣削专用数控机床。与目前常用的加工技术相比，加工效率提高5-10倍，加工成本不及原来的1/10。
二、技术成熟程度
已在产业中应用
三、推广合作方式
其他
四、团队简介
团队面向航空航天、军工和高端海洋油气装备领域关键零部件的加工制造难题，进行高效低成本的加工新技术开发与应用研究。依托海洋物探及勘探开发装备国家工程研究中心、石油石化新型装备与技术教育部工程研究中心、山东省深水油气装备制造工程技术研究中心等平台，已发展成为国内高端装备制造领域具有重要影响的研究团队。团队先后主持/参与国家及省部级科研项目35项，主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、军工装备预研究重点项目等科研项目15项；在《Nature communications》、《Physical Review X》、《International Journal of Machine Tools & Manufacture》、《Chinese Science Bulletin》、《Science China Technological Sciences》、《机械工程学报》等机械工程领域权威期刊发表SCI论文216篇（1区Top刊42篇，2区68篇，3区75篇）；出版中英文专著6部；授权国家发明专利95项；获省部级及以上科研奖励22项；所指导的博士生荣获并囊括了德国洪堡学者、欧盟玛丽·居里学者、英国牛顿学者等欧洲三大杰出人才计划，其中3人入选德国洪堡学者、1人入选英国牛顿学者、1人入选欧盟玛丽·居里学者。此外，所指导的博士生2人入选香港香江学者、1人获全国优秀博士学位论文提名奖、2人分别获上银优秀机械博士论文铜奖和优秀奖等。
五、专利授权及申请情况
授权的代表性国家发明专利如下：
1、非导电超硬材料电火花机械复合磨削方法及机床．专利号：ZL 200410023547.X，授权时间，2009.07.15.
2、非导电材料电火花铣削方法．专利号：ZL 200710115053.8，授权时间，2009.07.29.
3、非导电材料电火花铣削电极头．专利号：ZL 200710114894.7，授权时间，2009.05.20.
4、非导电材料电火花刨削电极头．专利号：ZL 200710114921.0，授权时间，2009.07.15.
5、调压式节能电火花加工脉冲电源. 专利号：ZL 200510044957.7，授权时间，2007.12.26.
6、油包水型电火花加工工作液．专利号：ZL 200910013752.0，授权时间，2010.12.8.
7、电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极．专利号：ZL 200910018932.8，授权时间，2010.12.29.
8、电火花铣削与机械磨削复合加工工具电极．专利号：ZL 200910013753.5，授权时间，2010.2.29.
9、电火花端面铣削工具电极．专利号：ZL 200910016759.8，授权时间，2011.01.19.
10、低损耗节能电火花成型加工电源, 授权时间: 2020.08.14, ZL201910585199.1.
11、电火花成形加工油包水型纳米工作液, 授权时间: 2020.11.27, ZL201811469314.0.
12、气中高效电火花铣削加工方法, 授权时间: 2018.12.25, ZL201610392051.2.
六、受资助及获奖情况
1、国家自然科学基金面上项目，51275529，绿色高效水基介质电火花成形加工技术研究，2013-01至2016-12；
2、国家自然科学基金面上项目，50675225，非导电难加工材料电火花铣削加工技术及机理研究，2007-1至2009-12；
3、国家自然科学基金青年项目，51205411，绝缘工程陶瓷高瞬时能量密度放电加工技术及机理研究，2013-01至2015-12；
4、军委装备发展部“十三五”装备预研领域基金重点项目，6140923030702，基于机械-液体耦合技术，2018-01至2020-12；
5、山东省泰山学者特 聘教授资助项目，绿色高效电火花成型加工关键技术及理论研究， 2011-1至2015-12；
6、科技部科技人员服务企业行动项目，2009GJC60047，脆性材料放电铣削及超声辅助复合加工机床研发，2009-6至2011-12；
7、山东省科技攻关项目，2006GG2204001，绝缘材料电火花铣削技术与机床研究，2007-1至2008-12；
8、教育部博士点基金项目，20040425504，非导电工程陶瓷高效电火花精密磨削技术研究，2005-1至2007-12；
9、山东省自然科学基金项目，ZR2012EEL15，弱导电硬脆材料端面电火花铣磨复合加工技术及机理研究，2012-12至2015-12
10、教育部科技进步奖，二等奖，非导电工程陶瓷电火花加工技术研究，2007。
联系方式：0532-86983018。
