[00906011]大尺寸高硬度特殊曲面精密磨削与动态精密检测一体化技术及其应用

大尺寸高硬度特殊曲面精密磨削与动态精密检测一体化技术是石油化工、煤化工等大型能源工程中流体输送控制装置、航空航天、天文观测等领域中光学器件制造的关键技术，由于这些关键部件型面特殊、表面硬度高、加工精度高，加工尺度大，加工制造十分困难，一些关键技术在国内还处于空白，在国际同行业同领域中未査询到这些关键技术。在国家、上海市以及企业多个项目支持下，经过十余年科技攻关，获得了如下独创性的技术突破： 1、针对表面喷涂WC等高硬合金材料的大型球面精密磨削中的技术难题，发明了一种在国际上具有独创性的、大型高硬度球面精密磨削与形状精度动态检测一体化方法与技术，突破了两项关键技术：(1)大型高硬度球面立式卧式双砂轮精密磨削技术；(2)大型球面精密磨削中的形状精度动态判别与补偿技术。在磨削过程中，通过立式和卧式大小双砂轮磨削以提高磨削效率，通过球面磨削迹线形貌的图像特征实时判别球面形状精度误差并进行补偿。该方法能有效降低大型球体和磨具重力等因素对加工精度的影响，提高了大型球面磨削精度的稳定性和保持性，磨削Sφ600mm大型高硬球面的圆度误差≤0.007mm、球度误差≤0.013mm、粗糙度Ra≤0.045μm。 2、发明了一种在国内外同领域内还未査询到的大尺寸高硬内球面精密磨削与实时检测一体化新技术，突破了两项关键技术，(1)大尺寸内球面精密磨削方法；(2)精密磨削与实时检测电主轴技术；该技术解决了表面喷涂WC等高硬合金材料内球面精密磨削难题以及磨削过程中球面尺寸精度的实时检测难题。实现了一次安装、无需停机自动完成设定球径的内球面磨削，该技术提高了内球面磨削精度，磨削半径R300mm内球面的尺寸误差≤0.005mm，大大提高了外球面与内球面密封耦合件的配合精度，降低了研磨时间，提高了生产效率。 3、发明一种基于法向跟踪的大尺寸内外球面、非球面多功能智能化精密磨削新方法，其原理是：以圆筒砂轮端面进行磨削，圆筒砂轮旋转中心线与球面、非球面母线磨削点法线始终保持重合，磨削点始终在特殊球面母线上运动，从原理上保证磨削精度。其优点是：结合精密磨削与实时检测电主轴技术，只需三轴运动控制即可实现内球面、外球面、非球面精密磨削和检测的全过程。 围绕上述技术内容，分别获授权发明专利20项，软件著作权3项，发表学术论文60余篇、获上海市技术发明奖一等奖、国家专利发明奖优秀奖、中国机械工业科学技术奖等四个奖项。经科技査新、同领域专家调研和鉴定，在国内外相关领域中未检索到相同方法和技术，填补了本领域空白、具有独创性，整体技术达到国际先进水平。 应用上述技术发明，形成了系列高硬内外球面精密磨削工艺技术和装备，在国内12家企业中广泛推广应用，为推动企业的技术进步发挥了重要作用，使相关企业制造出完全可以替代进口、达到国际先进水平的产品，主要应用单位2016-2018年新增销售额8.976亿元，利税1.461亿元，创汇0.487亿美元。