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精密加工与智能制造科研团队
一、团队简介

精密加工与智能制造科研团队组建于2011年,现有骨干成员9人,全拥有博士学位;其中,教授2人,副教授6人。本团队依托精密制造技术与工程河南省高校重点学科开放实验室、精密与特种加工技术河南省工程研究中心等平台,主要致力于精密与特种加工、复杂零件精密成形、智能加工与调控等方面的研究。本团队已主持承担国家自然科学基金5项、省部级重大项目10项、大型企业委托项目5项;发表学术论文100余篇,被SCI/EI收录50余篇;授权发明专利50多项,美国专利1项。研究成果主要应用于难加工材料精密加工、智能制造及煤矿装备设计与制造领域。

团队负责人:高国富,博士,教授,博士生导师,省工程实验室主任。主要从事精密加工、智能制造与矿山装备等方面研究。

联系方式:0391-3987508

电子邮箱:gaogf@hpu.edu.cn

二、主要研究方向

█ 精密超精密加工技术

█ 复杂零部件精密成形

█ 智能感知与控制

█ 智能检测与装配

三、代表性科研项目

█ 国家自然科学基金项目:金属间化合物多维超声加工表层状态主动可控的超声诱导机制研究

█ 国家自然科学基金项目:航空发动机难加工材料切削基础数据模型与标准试验方法

█ 国家自然科学基金项目:硬脆材料表面二维超声高效超精密磨削机理及关键技术研究

█ 国家自然科学基金项目:微结构功能表面的超精密超声辅助金刚石飞切机理研究

█ 国家自然科学基金项目:磁流变柔性装夹叶片工件-夹具系统动力学特性演化机制与稳定性调控

█ 河南省重点科技攻关项目:煤矿井下管道泄漏监测及定位系统研究

█ 河南省重点科技攻关项目:智能开采工作面的数字孪生与数字重构技术

█ 大型企业委托项目:装配式凸轮轴自动化生产关键技术研究

█ 大型企业委托项目:汽车液压动力总成设计及其装配测试实验平台建设

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产业化关键技术,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:新一代高速超声加工中心研制及关键技术研究,2014年

论文论著

█ Influence of longitudinal-torsional ultrasonic-assisted vibration on micro-hole drilling Ti-6Al-4V[J]. Chinese Journal of Aeronautics, 2021, 34(9): 247-260.

█ Cutting force model of longitudinal-torsional ultrasonic-assisted milling Ti-6Al-4V based on tool flank wear[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2021, 291: 117042.

█ Study on prediction of three-dimensional surface roughness of nano-ZrO2 ceramics under two-dimensional ultrasonic-assisted grinding[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021, 112: 2623–2638.

█ Stability improvement and vibration suppression of the thin-walled workpiece in milling process via magnetorh-eological fluid flexible fixture[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 88(5-8): 1231-1242.

五、社会服务与成果应用

█ 研发出大带宽带式输送机滚筒CAD优化设计系统(图1),应用于科瑞森机械制造有限公司,解决了大带宽滚筒设计难题,保障强度的前提下,降低了材料损耗及生产成本,提高了加工精度和加工效率,具有显著的经济和社会效益。

图1 带式输送机滚筒CAD优化设计系统

█ 研发出基于云服务器架构下的带式输送机共享智能制造平台(图2),应用于科瑞森重装股份有限公司,建立了基于Web的设计平台架构,结合人机交互技术,完成网络协同化框架搭建,形成设计协同和“设计-制造-流通”一体化,为带式输送机的生产增加新的设计、制造和销售模式,可节约大概70%的设计费用及提高30%的制造效率。

图2 带式输送机共享智能制造平台

█ 研发了超硬砂轮的超声精密高效金刚石滚轮修整装置(图3),修整效率提高50%,修整精度提高30%,磨削效率和精度保持性提高30%,可实时监测砂轮磨损状态。研发了超声辅助电喷装置,可用于空间离子发动机的高密度超声喷嘴以及超声电喷涂喷嘴(图4),极大的减小带电颗粒直径及其分布范围,提高了静电推进器的性能,降低了生产成本,提高了推进剂的使用效率。

图3超声修整装置

图4喷嘴表面稳定Faraday波