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2025年3月27日，比亞迪迪空間微信號(hào)以《共筑產(chǎn)教融合新平臺(tái)丨天津市大學(xué)軟件學(xué)院與天津迪空間共建社會(huì)實(shí)踐基地》為題對(duì)我校進(jìn)行了報(bào)道。

成果描述：機(jī)械零部件在使用過程中的失效將對(duì)設(shè)備、生產(chǎn)等造成重大影響，對(duì)已失效的零部件進(jìn)行分析以及提出改進(jìn)和預(yù)防失效的措施具有重要意義。常見的失效形成有斷裂、磨損、腐蝕等現(xiàn)象，本課題組在長期從事金屬材料微觀組織設(shè)計(jì)、強(qiáng)度與斷裂工作的基礎(chǔ)上，與相關(guān)企業(yè)合作進(jìn)行了大量的機(jī)械零部件的失效分析工作，如車輛橋箱齒輪的早期失效、耐磨構(gòu)件斗齒、襯板等的失效分析和改進(jìn)、高強(qiáng)度冷拉鋼絲的斷裂分析等。 四川大學(xué)具備金相組織分析、力學(xué)性能測(cè)試、X射線衍射儀、電子顯微鏡及能譜分析、磨損試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備，可進(jìn)行失效構(gòu)件的微觀組織、斷口特征、相結(jié)構(gòu)分析、材料性能評(píng)定等工作，對(duì)機(jī)械零部件的失效原因進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施。市場(chǎng)前景分析：四川大學(xué)具備金相組織分析、力學(xué)性能測(cè)試、X射線衍射儀、電子顯微鏡及能譜分析、磨損試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備，可進(jìn)行失效構(gòu)件的微觀組織、斷口特征、相結(jié)構(gòu)分析、材料性能評(píng)定等工作，對(duì)機(jī)械零部件的失效原因進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：國內(nèi)領(lǐng)先。

研究成果有效減少了螺紋花鍵同軸零件成形時(shí)間、提高了零件機(jī)械性能，特別是易于保證螺紋和花鍵相對(duì)位置穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)高性能、高精度零件的低成本、短周期、低能耗的成形制造。相關(guān)研究成果豐富了零件滾軋成形理論和技術(shù)，拓展了滾軋成形工藝應(yīng)用范圍。 已建立了完備的螺紋花鍵同步滾軋工藝?yán)碚擉w系，工藝試驗(yàn)也已取得較好的效果；而且螺紋花鍵同軸零件在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、變速器、行星滾柱絲副中是傳遞力和扭矩的關(guān)鍵零件，應(yīng)用非常廣泛，相關(guān)研究成果還可推廣到量大面廣的復(fù)雜回轉(zhuǎn)類零件的塑性成形；相關(guān)技術(shù)成果具有廣闊的市場(chǎng)需求和很好的市場(chǎng)前景，一旦轉(zhuǎn)化能夠取得較好經(jīng)濟(jì)效益。 

研究成果有效減少了螺紋花鍵同軸零件成形時(shí)間、提高了零件機(jī)械性能，特別是易于保證螺紋和花鍵相對(duì)位置穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)高性能、高精度零件的低成本、短周期、低能耗的成形制造。相關(guān)研究成果豐富了零件滾軋成形理論和技術(shù)，拓展了滾軋成形工藝應(yīng)用范圍。已建立了完備的螺紋花鍵同步滾軋工藝?yán)碚擉w系，工 藝試驗(yàn)也已取得較好的效果。

研發(fā)階段/n本項(xiàng)目以納米鈣、超細(xì)鈣和有機(jī)改性劑復(fù)合增韌PVC排水管材，通過原料、配方、工藝、模具和加料設(shè)備的集合創(chuàng)新優(yōu)化，在不增加成本的前提下，改善PVC加工熔體強(qiáng)度、熔體壓力，解決碳酸鈣高填充所產(chǎn)生的下料和擠出電流波動(dòng)較大的問題。　　PVC排水管材大幅度提高PVC的拉伸屈服強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，顯著提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力，產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)處于全國領(lǐng)先水平（任挑國內(nèi)一家同類廠作參比）。

基于面齒輪傳動(dòng)技術(shù)的某型號(hào)直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及總成產(chǎn)品，掌握了關(guān)鍵部件面齒輪的理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工等方面技術(shù)，成功研制了面齒輪加工專用刀具和專用數(shù)控機(jī)床，解決了面齒輪傳動(dòng)工程化應(yīng)用的空白，具有國內(nèi)領(lǐng)先水平。與合作單位開發(fā)的面齒輪產(chǎn)品己成功應(yīng)用于某機(jī)型傳動(dòng)中，解決了面齒輪傳動(dòng)工程化應(yīng)用的空白。 該成果主要針對(duì)輕型商用無人直升機(jī)傳動(dòng)巿場(chǎng)。未來幾年，國內(nèi)的直升機(jī)巿場(chǎng)將呈現(xiàn)持續(xù)明顯上升趨勢(shì)，根據(jù)中國民航部門預(yù)測(cè)，未來10年，我國的通用航空業(yè)年復(fù)合增長率將會(huì)達(dá)到20%以上，到2020年我國需要各類通用航空飛機(jī)約1萬架至1.2萬架，新建通用航空機(jī)場(chǎng)1000個(gè)，形成1500億元以上的巿場(chǎng)容量。按占有直升機(jī)巿場(chǎng)的1%計(jì)算，項(xiàng)目總產(chǎn)值將超過15億元，因此具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。 新型面齒輪直升機(jī)傳動(dòng)產(chǎn)品較傳統(tǒng)直升機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體積減小10%、噪音降低6分貝、承載能力提高20%、TBO提高56%。 目前己獲得包括面齒輪專用加工刀具及專用設(shè)備等相關(guān)發(fā)明專利8項(xiàng)，軟件著作權(quán)3項(xiàng)。

目概況    目前，國內(nèi)外大量應(yīng)用弧焊機(jī)器人系統(tǒng)從整體上看基本都屬第一代或準(zhǔn)二代焊接機(jī)器人系統(tǒng)。由于焊接路徑和焊接參數(shù)是根據(jù)實(shí)際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置的，在焊接時(shí)缺少外部信息傳感和實(shí)時(shí)調(diào)整控制功能，這類弧焊機(jī)器人一般不能應(yīng)對(duì)焊接作業(yè)條件嚴(yán)格的穩(wěn)定性要求，焊接時(shí)缺乏“柔性”，表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)。在實(shí)際弧焊過程中，焊接條件是經(jīng)常變化的，如加工和裝配等誤差會(huì)造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會(huì)造成焊道變形和熔透不均。    為克服機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，提高機(jī)器人作業(yè)智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整，且能實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤。己完成鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平。 本項(xiàng)目具有國際先進(jìn)水平，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 主要特點(diǎn)    已完成的項(xiàng)目，塞拉門框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點(diǎn)多而短、焊接質(zhì)量要求高，故解決柔性夾具設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)兩面焊接、滿足多系列多規(guī)格門框尺寸的要求是體現(xiàn)了成果的先進(jìn)性；    鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器入柔性工作站所包括的柔性夾具、焊縫智能跟蹤與圖象處理技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平，體現(xiàn)了成果的創(chuàng)造性。技術(shù)指標(biāo)    國內(nèi)城市軌道車輛、高速列車的迅猛發(fā)展使得城軌門生產(chǎn)逐年猛增，品種不斷翻新，但鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術(shù)水平，效率低，焊接質(zhì)量欠佳，優(yōu)質(zhì)品率低，是制約我國城軌門產(chǎn)品升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)。    首選企業(yè)的高精度焊件達(dá)到：焊縫識(shí)別誤差600×600像素， ±0. 25mm，±0.20mm;焊槍姿態(tài)誤差，±0. 045mm，±0.040mm;其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊接電流誤差等），±0. 030mm，±0.020mm;視覺跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。市場(chǎng)前景    成果實(shí)施后使用單位使用前手工焊接的1.2萬件／年，達(dá)到4萬件。按人工焊接生產(chǎn)水平，支出費(fèi)用為72萬x3. 5=252萬，機(jī)器人的投入成本1年半內(nèi)可收回，且可滿足使用單位近3-5年的發(fā)展需求。    按近幾年使用單位產(chǎn)品產(chǎn)量的增長速度，2009-2010年產(chǎn)量可達(dá)5.5萬件，2臺(tái)機(jī)器人工作站每年可生產(chǎn)5. 68萬件，完全滿足生產(chǎn)要求。若仍用人工焊接則成本支出為72萬x4. 6=331.2方元，而機(jī)器人工作臺(tái)投入費(fèi)用為零。企業(yè)每年可新增產(chǎn)值4-5億元，利稅1. 2-1.5億元。    市場(chǎng)應(yīng)用方面已具備推廣應(yīng)用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業(yè)高精度特材焊件設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和提升產(chǎn)業(yè)集聚度，使產(chǎn)品達(dá)同行業(yè)國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平，且可成為企業(yè)現(xiàn)代先進(jìn)制造工藝與裝備工程應(yīng)用的一個(gè)亮點(diǎn)。通過開發(fā)研制，真正體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研合作的現(xiàn)代高等教育理念，在高校和企業(yè)中鍛煉出一批機(jī)器人研制方面、具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的科技人才。

電磁檢測(cè)是以電磁理論為基礎(chǔ)的鐵磁性材料檢測(cè)方式，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)源可以分為交流法和直流法。直流激勵(lì)方法雖然激勵(lì)方式簡單，但是得到的檢測(cè)信號(hào)簡單，僅僅包含信號(hào)的幅度信息，在檢測(cè)完成后可能還需要進(jìn)行退磁處理。并且該檢測(cè)方法易于受干擾且檢測(cè)精度較低。交流激勵(lì)方式，可以獲得檢測(cè)信號(hào)的幅度和相位信息，能夠很好地研究和分析待檢測(cè)工件的各項(xiàng)參數(shù)，比如：表面硬度、表面裂紋、工件形變狀態(tài)等。因此，本項(xiàng)目通過交流激勵(lì)方式，分析檢測(cè)信號(hào)的幅值和相位信息，研究檢測(cè)數(shù)據(jù)與熱處理后鋼鐵零部件的表面硬度關(guān)系，還可分析工件表面裂紋的情況。

本軟件為系列化葉輪專用CAM軟件，可完成整體離心葉輪和軸流葉輪的四坐標(biāo)以及五坐標(biāo)數(shù)控加工編程工作，葉輪幾何形狀可以是直紋面葉輪或自由曲面葉輪；也可以完成葉片的三坐標(biāo)數(shù)控加工編程。用戶只需輸入葉輪數(shù)據(jù)和加工工藝參數(shù)，軟件即可自動(dòng)生成特定機(jī)床的數(shù)控加工代碼。    主要功能： 1）曲面造型功能：根據(jù)葉輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成葉片以及葉輪的幾何形狀，并顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，可通過鼠標(biāo)進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放操作。 2）刀具軌跡的生成：在葉輪粗加工中，主要針對(duì)立銑刀，采用高效的刀位軌跡排布算法，縮短刀具走刀長度，提高加工效率；精加工階段，針對(duì)常用的球頭刀或者切削刃為二次回轉(zhuǎn)曲面的非標(biāo)準(zhǔn)刀具，規(guī)劃出刀具加工軌跡，非標(biāo)準(zhǔn)刀具尺寸可根據(jù)葉輪數(shù)據(jù)由軟件給出。粗加工和精加工的刀具軌跡以圖形方式輸出。 3）刀具干涉檢查與修正：對(duì)生成的每一個(gè)加工刀位，自動(dòng)進(jìn)行干涉檢查，并自動(dòng)修正干涉刀位。對(duì)于最終無法修正的刀位，給出刀具與葉片的干涉量，并通過計(jì)算機(jī)屏幕顯示干涉刀位位置，供設(shè)計(jì)人員重新選擇合適的刀具。 4）后置處理：可根據(jù)用戶不同的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，調(diào)用相應(yīng)的后置處理程序，生成符合用戶機(jī)床要求的數(shù)控加工代碼。    技術(shù)特點(diǎn)： 1）本系列軟件既能完成離心葉輪的整體加工編程，又能完成軸流葉輪的加工編程；兩種葉輪的葉片可為直紋面也可為自由曲面。 2）粗加工采用高效的刀具軌跡，無走刀浪費(fèi)。 3）對(duì)于自由曲面葉輪，精加工可采用二次回轉(zhuǎn)面刀具，加工效率可大幅度提高； 4）對(duì)于直紋面葉輪，采用側(cè)銑法加工，對(duì)每一步刀位都采用獨(dú)特的算法進(jìn)行了優(yōu)化，使得加工過切量為最小，提高了加工精度。 5）對(duì)于干涉到位，給出了干涉量和干涉位置，便于設(shè)計(jì)人員選擇刀具或修改葉輪的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。 6）對(duì)葉片前緣和尾緣進(jìn)行了修圓，提高了加工質(zhì)量。    應(yīng)用范圍： 1）鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)內(nèi)的離心葉輪； 2）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪、軍事裝備推進(jìn)器中使用的葉輪； 3）微型葉輪式人工心臟中的葉輪。