21-难加工脆性碳素零部件的高速精密加....ppt

Prof.C.Y.Wang, GDUT Prof.C.Y.Wang, GDUT Prof.C.Y.Wang, GDUT 难加工脆性碳素零部件的高速精密加工关键技术及应用 汇报 内容 1.项目背景 难加工脆性碳素零部件的 高速精密加工关键技术 及应用 2.技术创新点 及 研究成果 3.国内外同类技术先进性 对比 4.应用推广和社会经济效益 5.行业科技进步推动作用 6.主要完成人对 项目的贡献 科学技术奖答辩 项目 背景 1 模具制造业 太阳能光伏制造业 等静压成型石墨 多晶硅炉石墨热场 多晶硅铸锭炉加热部件； 很大程度上决定多晶硅铸锭质量、效率和成本； 由电极、加热器、护板、底板及其连接块/板等碳素零部件组装而成。 PECVD 石墨舟 ? 太阳能电池片镀膜工艺最理想的硅片载体; 对表面镀膜均匀性、色差等至关重要; 多数由长约1.2m、宽约0.16m、厚约2.5mm大型薄片舟片及石墨螺纹连接件等组装而成。 项目背景 石墨电极 电火花加工（EDM）最重要的加工工具； 加工速度快、加工精度高、电极可粘结； 适于制造大尺寸、大重量、薄壁、深槽和微细孔等特殊结构整体或组合式复杂形状电极。 模具制造业 太阳能光伏制造业 等静压成型石墨：模具制造业 + 太阳能光伏制造业 应用最广泛的碳素材料 产业背景: 典型碳素零部件 电火花加工 模具 石墨电极 铸锭 铸锭炉与热场 PECVD镀膜 多晶硅太阳能电池片 加工零件：大型、薄壁和微细结构件；属于典型难加工脆性碳素零部件。 加工材料：结构不均匀性和多孔性非均质脆性材料。 加工过程：加工易发生变形、边角孔口崩碎、残余裂纹； 加工尺寸精度难保证； 刀具磨损严重，加工成本高。 等静压成型石墨机械加工 项目背景 刀具磨损 表面破损与粉尘 孔口崩碎 边角破损 回弹过切 机械加工技术水平:很大程度上决定了零件加工效率与成本，放电加工模具制造质量及石墨舟和碳素热场性能。 加工断裂 制造流程 加工特点 加工质量 设计 原料 开料 数控加工 装配 检验 课题来源 国家自然科学基金：高性能石墨材料高速铣削加工中的摩擦磨损特性研究； 广东省教育部产学研结合项目:多晶硅铸锭用高品质石墨热场的设计与制造技术研究； 企业委托项目多项。 1. 2. 3. 项目背景 2006 2010 2002 2014 石墨高速加工机理 石墨电极CNC编程 石墨高速加工涂层刀具 薄壁石墨件加工变形控制 硬质合金刀具设计与评价 石墨粉尘控制 薄壁电极加工工艺 石墨电极EDM加工工艺 石墨舟与碳素热场设计、制造 金刚石涂层刀具制造与刀具磨损 成果鉴定 2012 碳素材料孔加工技术 金刚石涂层刀具应用技术 微细零件加工技术 石墨高速铣削过程切削摩擦学 模具加工 模具加工 光伏热场 微细零件 研发时间轴 项目背景 技术创新点 与 研究成果 2 脆性石墨高速加工理论与加工工艺 石墨高速精密加工过程 石墨高速加工工艺和刀具等优化方法 石墨加工工艺数据库系统 高效无损伤高速加工石墨电极变形断裂控制、加工工艺与电极应用 控制薄壁微细石墨电极加工变形与断裂的方法 薄壁、微细石墨电极低变形无崩损高速加工工艺技术 石墨电极的电火花加工应用工艺 高速无崩损加工碳素零部件与优化设计 大型薄片式碳素零部件无崩损高速铣削加工技术 大型薄片式碳素零部件装配孔与微孔无崩损高速加工技术 PECVD石墨舟和碳素热场精密设计技术 碳素材料高速加工用涂层刀具设计、制造与应用技术 硬质合金涂层刀具的设计、制造及应用技术 金刚石涂层刀具的设计、制造及应用技术 研究内容 技术创新点 提出了石墨高速铣削、钻孔加工断裂与变形机理、刀具磨损与破损机理、及最小刀具磨损下的最佳加工工艺参数优化方法； 研发了具有大型、薄壁和微细结构特征的典型难加工脆性碳素零部件高速加工工艺与优化方法； 研制了优选刀具和加工参数的石墨高速加工工艺数据库； 系统解决了崩碎、断裂、变形和加工精度与表面质量低等加工难题； 获发明专利1件；软件著作权1件；发表相关论文6篇。 创新点 1 ap=0.02 mm 正交切削方向 ap=0.06 mm ap=0.20mm 石墨切屑形成过程 高速加工工艺与优化 模具电火花加工工艺 脆性石墨高速加工理论与加工工艺 提出了控制石墨电极加工变形与断裂的方法； 发明了高精度薄壁、针状和微孔等微细结构石墨电极高效无损伤加工方法；有效解决了电极加工变形、让刀和崩角等关键加工难题； 研制了多种精密薄壁微细石墨电极及其在电子、计算机、医疗等行业用精密模具高效电加工中的应用技术；在模具制造业得到应用推广。 电极加工成本降低20%,加工效率提升30%,寿命延长