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多能场复合加工技术与装备科研团队
一、团队简介

多能场复合加工技术与装备科研团队组建于2003年,现有骨干成员8人,其中包括教授3人,副教授1人,具有博士学位7人。本团队依托机械工程河南省一级重点学科,是先进制造技术与装备河南省创新型科技团队的主要组成部分,主要致力于工程陶瓷、钛合金、复合材料等难加工材料多能场复合加工技术与装备的科学研究与技术攻关。本团队已主持承担国家自然科学基金10余项、省部级重大项目10余项;发表学术论文200余篇,被SCI收录100余篇;授权发明专利40多项,专利转让800余万元;培养博士研究生12人、硕士研究生30余人;获省优秀博士学位论文1篇。研究成果主要应用于航空航天、国防军工、3C 等领域关键零部件的高效精密制造。

团队负责人:焦锋,中共党员,博士,教授,博士生导师,现任河南理工大学机械与动力工程学院副院长,机械设计制造及其自动化专业负责人,河南省教育厅学术技术带头人,河南省高校科技创新人才。

团队顾问:赵波,教授,河南省优秀省管专家,享受国务院特殊津贴。

联系方式:0391-3987515

电子邮箱:jiaofeng@hpu.edu.cn

二、主要研究方向

█ 超声加工技术与装备

█ 超声ELID磨削技术

█ 超声滚压强化技术

█ 超声激光复合加工技术

█ 超声电解复合磨削技术

三、代表性科研项目

█ 国家自然科学基金项目:基于多工艺复合的硬脆材料高效镜面加工技术基础研究

█ NSFC-河南联合基金重点项目:高性能齿轮的抗疲劳制造基础理论与关键技术研究

█ 国家自然科学基金项目:CFRP/钛合金叠层结构多维振动精密高效制孔工艺及其制孔缺陷抑制机制

█ 国家自然科学基金项目:多维超声加工精准高效制备高性能表面微织构方法及使役性能研究

█ 国家自然科学基金项目:陶瓷基复合材料多维超声高速复合加工表面亚表面损伤机制研究

█ 国家自然科学基金项目:多能场耦合条件下轴承滚道超声电解复合磨削机理与关键技术

█ 大型企业委托项目:超声刀柄与加工技术

█ 大型企业委托项目:难加工材料超声加工技术与装备

█ 大型企业委托项目:先进超声工具技术

█ 大型企业委托项目:精密高效超声加工专机

四、代表性成果

科技奖励

█ 河南省科技进步一等奖:泥浆泵工程陶瓷缸套中试与产业化,2005年

█ 河南省科技进步二等奖:《现代磨削技术》,2007年

█ 河南省科技进步二等奖:纳米复相陶瓷大型超精密平板研制及关键技术攻关,2010年

█ 河南省科技进步二等奖:系列超声加工中心研制及关键技术,2014年

█ 中国机械工业科学技术发明一等奖:多维超声精密加工系统设计理论与方法,2021年

论文论著

█ The effects of thermo-mechanical load on the vibrational characteristics of ultrasonic vibration system [J]. Ultrasonics, 2019, 98: 7-14.

█ System design and experimental research on ultrasonic assisted elliptical vibration grinding of Nano-ZrO2 ceramics[J]. Ceramics International, 2019, 45(18): 2.

█ Theoretical calculation and experiment of the surface residual stress in the plane ultrasonic rolling [J]. Journal of Manufacturing Processes[J]. 2020, 50: 573-580.

█ Research on entrance delamination characteristics and damage suppression strategy in drilling CFRP/Ti6Al4V stacks[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2022, 76: 518-531.

█ 纵扭超声铣削残余应力三维有限元仿真与试验[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 224-232.

五、社会服务与成果应用

█ 研发出系列超声刀柄(图1a、1b),将超声振动技术应用于航空航天、国防工业、装备制造、3C等行业领域,为解决国家重大基础科学问题及其工程应用提供了技术装备及手段。

█ 研发出大型工程陶瓷精密高效超声加工技术与装备(图1c、1d),攻克高性能陶瓷零部件的高效精密加工难题。

█ 研发出超声复合铣磨制造技术与装备(图1e),成功应用于C/SiC、体积分数70%SiCp/Al等复合材料高效精密加工。

█ 研发出燃烧室异形深腔等系列超声加工中心(图1f),攻克航天关键零部件异形深腔/复合材料构件的加工难题。

█ 针对航空航天难加工材料、3C、汽车及模具等行业,完成了国内首台超声加工中心研发,相继开发了用于不同场合的通用和专用超声加工功能部件和超声加工装备等(图2)。

图1 部分专用零部件超声精密高效制造技术应用

图2 部分不同类型超声加工专用装备研发