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本研究針對(duì)復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長(zhǎng)、資源消耗大等難題，構(gòu)建無(wú)模鑄造復(fù)合成形原理及機(jī)制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過(guò)程。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 鑄造是我國(guó)裝備制造的基礎(chǔ)工藝，無(wú)論是農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、汽車、船舶，還是航空航天以及國(guó)防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展都離不開(kāi)鑄件。我國(guó)現(xiàn)已成為世界鑄件生產(chǎn)大國(guó)，2020年我國(guó)各類鑄件總產(chǎn)量達(dá)到5195萬(wàn)噸，較2019年同比增長(zhǎng)6.6%，約占世界總產(chǎn)量45%，位居世界第一位。 鑄造主要有砂型鑄造、金屬型鑄造和特種鑄造等，砂型鑄造由于其原材料來(lái)源廣泛、成本低、鑄型制造簡(jiǎn)便以及應(yīng)用合金種類多等優(yōu)點(diǎn)，世界上80%的鑄件都是采用砂型鑄造。對(duì)于砂型鑄造工藝來(lái)說(shuō)，模樣、芯盒等模具的設(shè)計(jì)制造是非常復(fù)雜并且耗時(shí)的過(guò)程，該過(guò)程首先需要根據(jù)鑄造方案進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，然后通過(guò)翻模制作砂型和砂芯，之后再將制作好的砂型和砂芯經(jīng)過(guò)組芯、合箱以及澆鑄從而完成金屬毛坯的制造。而高性能復(fù)雜整體金屬結(jié)構(gòu)件又是航空航天、國(guó)防軍工、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備的核心組成部分。因此構(gòu)件的短流程、高精密、高性能制造是實(shí)現(xiàn)我國(guó)高端裝備自主研發(fā)及制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 傳統(tǒng)的金屬成形如模具鑄造、模壓鍛造等需要木模、金屬模的成形工藝，存在工序多、流程長(zhǎng)、形性精確控制難等世界性難題，無(wú)法滿足多品種、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研發(fā)新型精密成形基礎(chǔ)前沿機(jī)制與方法。本項(xiàng)目將構(gòu)建數(shù)字化精密成形理論體系，涵蓋數(shù)字化無(wú)模鑄造復(fù)合成形和數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合鑄型等兩方面，突破了復(fù)雜整體構(gòu)件高效率、高性能、高精度無(wú)模成形技術(shù)，變革了采用模具造型的傳統(tǒng)砂型鑄造和模壓鍛造生產(chǎn)模式，推動(dòng)傳統(tǒng)金屬成形模式的創(chuàng)新發(fā)展。 復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無(wú)模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對(duì)復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長(zhǎng)、資源消耗大等難題，構(gòu)建無(wú)模鑄造復(fù)合成形原理及機(jī)制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過(guò)程。揭示了擠壓工藝對(duì)砂型透氣性、砂型強(qiáng)度等性能的影響規(guī)律，發(fā)明了梯度緊實(shí)的柔性擠壓成形方法，實(shí)現(xiàn)了砂型/芯梯度緊實(shí)柔性擠壓近成形。 復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對(duì)傳統(tǒng)單一鑄型對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大、鑄件形性調(diào)控難、尺寸精度差等難題，提出了多材質(zhì)復(fù)合鑄型技術(shù)及與鑄件相匹配的多材質(zhì)復(fù)合鑄型及其坎合組裝方法，通過(guò)建立多材質(zhì)復(fù)合鑄型與高性能鑄件一體化精確鑄造成形的計(jì)算分析模型，構(gòu)建了多材質(zhì)復(fù)合鑄型的調(diào)控原理與方法。揭示了多材質(zhì)復(fù)合鑄型對(duì)鑄件溫度場(chǎng)、微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，研制出石英砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂等構(gòu)成的形性可控鑄型材料配方，實(shí)現(xiàn)了鑄型透氣性、固化強(qiáng)度、切削性能的協(xié)同調(diào)控。研究了傳統(tǒng)鑄型與復(fù)合鑄型的凝固溫度曲線，對(duì)比了不同工藝所制鑄件的強(qiáng)度，掌握了各鑄型單元的熱力學(xué)參數(shù)及型砂種類對(duì)鑄件性能的影響規(guī)律，揭示了金屬液與不同鑄型間的熱力耦合作用機(jī)理。 三、創(chuàng)新點(diǎn)及主要技術(shù)指標(biāo) 1.復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無(wú)模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究揭示了砂粒移位、橋連斷裂、空穴彌合的砂型/芯切削機(jī)理，建立了非均質(zhì)離散體砂型切削模型，發(fā)明了一種切削排砂一體化的無(wú)模鑄型數(shù)字化快速制造方法，實(shí)現(xiàn)了高精高效制造，鑄件制造周期縮短50%以上，成本降低30%以上。 2.復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)鑄件充型凝固過(guò)程的精確調(diào)控，提高了復(fù)雜鑄件內(nèi)在質(zhì)量與外在精度，實(shí)現(xiàn)了鑄件性能主動(dòng)精確調(diào)控，使鑄件廢品率從5%～10%降至2%～4%，減重10%～20%。 四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及獲獎(jiǎng)（成果基礎(chǔ)） 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況： 成果獲授權(quán)發(fā)明專利46件，其中美日等國(guó)際發(fā)明專利18件；軟件著作權(quán)12件；起草制定國(guó)家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范14項(xiàng)；出版專著《無(wú)模鑄造》（機(jī)械工業(yè)出版社，2017）。成果入選并被列為國(guó)家工信部《機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》（工信部規(guī)[2011]509號(hào)）中“50項(xiàng)推廣應(yīng)用的先進(jìn)綠色制造工藝”的首項(xiàng)技術(shù)。 獲獎(jiǎng)情況： 2020年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)； 2018年中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)； 2017年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)； 2016年中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)； 2016年中國(guó)專利金獎(jiǎng)； 2014年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)； 2012年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)； 2011年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 五、成果圖片

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，完成注塑模具的并行設(shè)計(jì)。通過(guò)智能化提示，進(jìn)行參數(shù)化繪圖，自動(dòng)生成三維模型，并由三維模型直接或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 IGES 格式轉(zhuǎn)換進(jìn)入不同系統(tǒng)的 CAM 模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造信息共享，達(dá)到 CAD/CAM 一體化。提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)制造周期。

XM-131D女性骨盆帶韌帶、血管、神經(jīng)、盆底及器官模型 ? XM-131D女性骨盆帶韌帶、血管、神經(jīng)、盆底及器官模型可拆分為6部件：女性骨盆帶第五腰椎、韌帶、血管、神經(jīng)、盆底肌群、及子宮部分直腸等6部件；其中子宮、膀胱、直腸又可以剖開(kāi)成2部分，顯示肛門(mén)外括約肌、尿道外括約肌、會(huì)陰淺橫肌、會(huì)陰深橫肌、球海綿體肌、坐骨海綿體肌、會(huì)陰中心腱、肛提肌各個(gè)部位均可拆卸，直腸、連帶輸卵管與卵巢的子宮及陰道作正中矢狀切可分成2部件，骨盆模型的右半部能顯示髂總動(dòng)脈、髂內(nèi)外動(dòng)脈及髂總靜脈、髂外靜脈分布及解剖結(jié)構(gòu)，顯示右骶叢、右坐骨神經(jīng)與右陰部神經(jīng)，顯示骨與韌帶及左右兩側(cè)髖骨、恥骨聯(lián)合、骶骨、尾骨、帶椎間盤(pán)的第五腰椎。模型通過(guò)第五腰椎、骶骨與尾骨的正中矢狀切骨盆可分成左右兩部分，并能顯示錐管中的馬尾成分，第五腰椎體的左半部分可以拆卸，模型的右半部分可顯示骨盆韌帶及腹股溝韌帶、骶結(jié)節(jié)韌帶、骶棘韌帶、骶髂前韌帶、骶腰韌帶、前縱韌帶、骶髂骨間韌帶、骶髂后韌帶，以及閉孔膜等結(jié)構(gòu)。 尺寸：自然大，27×19×22cm 材質(zhì)：PVC材料

XM-130B男性骨盆帶韌帶、血管、神經(jīng)、盆底及器官模型 ? XM-130B男性骨盆帶韌帶、血管、神經(jīng)、盆底及器官模型可拆分為7部件，顯示了男性骨盆的骨骼、韌帶、血管、神經(jīng)以及盆底肌肉和外部性器官的彼此連接，通過(guò)一個(gè)正中切面展示了整個(gè)骨盆，右邊的外部肛門(mén)括約肌、坐骨海綿體肌、會(huì)陰淺橫肌和深橫肌，以及球海綿體肌均可拆除， 直腸、膀胱、前列腺和陰莖也可在正中一拆為二，陰莖部分的皮膚和筋膜已部分去除，因此可見(jiàn)血管和神經(jīng)，陰囊和精索區(qū)域的部分皮膚也已去除，因此睪丸和附睪是可見(jiàn)的。在左側(cè)，精索以不同層進(jìn)行顯示，在右側(cè)，睪提肌以及精索內(nèi)筋膜已經(jīng)暴露。右半部分骨盆顯示了常見(jiàn)的外部和內(nèi)部髂動(dòng)脈及外部髂靜脈，顯示了彼此之間的位置關(guān)系。仙骨神經(jīng)叢、坐骨神經(jīng)叢、陰部神經(jīng)叢、陰莖背神經(jīng)叢、陰囊前神經(jīng)、會(huì)陰神經(jīng)、肛門(mén)神經(jīng)以及輸精管均有顯示。模型還展示了以下骨骼及韌帶：雙側(cè)髖骨、恥骨聯(lián)合、骶骨、尾骨以及第五腰椎和椎間盤(pán)。正中切面通過(guò)第五腰椎、骶骨以及尾骨，因此骨盆可以被拆分成兩半，這意味著馬尾(脊尾)在椎管內(nèi)可見(jiàn)。第五腰椎的左半部分可以被拆除。以下韌帶也可見(jiàn)：腹股溝韌帶、骶結(jié)節(jié)韌帶、骶棘韌帶、髂骶前韌帶、髂腰韌帶、前縱韌帶、棘上韌帶、骶髂骨間韌帶、骶髂骨后韌帶、骶尾外側(cè)韌帶、骶尾后淺韌帶、閉鎖膜以及腔隙韌帶。 尺寸：自然大，17×18×30cm 材質(zhì)：PVC材料

XM-131D女性骨盆帶韌帶、血管、神經(jīng)、盆底及器官模型 ? XM-131D女性骨盆帶韌帶、血管、神經(jīng)、盆底及器官模型可拆分為6部件：女性骨盆帶第五腰椎、韌帶、血管、神經(jīng)、盆底肌群、及子宮部分直腸等6部件；其中子宮、膀胱、直腸又可以剖開(kāi)成2部分，顯示肛門(mén)外括約肌、尿道外括約肌、會(huì)陰淺橫肌、會(huì)陰深橫肌、球海綿體肌、坐骨海綿體肌、會(huì)陰中心腱、肛提肌各個(gè)部位均可拆卸，直腸、連帶輸卵管與卵巢的子宮及陰道作正中矢狀切可分成2部件，骨盆模型的右半部能顯示髂總動(dòng)脈、髂內(nèi)外動(dòng)脈及髂總靜脈、髂外靜脈分布及解剖結(jié)構(gòu)，顯示右骶叢、右坐骨神經(jīng)與右陰部神經(jīng)，顯示骨與韌帶及左右兩側(cè)髖骨、恥骨聯(lián)合、骶骨、尾骨、帶椎間盤(pán)的第五腰椎。模型通過(guò)第五腰椎、骶骨與尾骨的正中矢狀切骨盆可分成左右兩部分，并能顯示錐管中的馬尾成分，第五腰椎體的左半部分可以拆卸，模型的右半部分可顯示骨盆韌帶及腹股溝韌帶、骶結(jié)節(jié)韌帶、骶棘韌帶、骶髂前韌帶、骶腰韌帶、前縱韌帶、骶髂骨間韌帶、骶髂后韌帶，以及閉孔膜等結(jié)構(gòu)。 尺寸：自然大，27×19×22cm 材質(zhì)：PVC材料

本發(fā)明提供一種薄膜非連續(xù)卷繞輸送模切裝置，包括：放料輥，用于對(duì)成卷柔性薄膜的放卷；收料輥，用于對(duì)成卷柔性薄膜的收卷；輸送對(duì)輥，設(shè)在所述放料輥和收料輥之間，用于完成薄膜進(jìn)給；摩擦對(duì)輥和設(shè)在放料輥上的滑差軸，用于協(xié)作保持薄膜在進(jìn)給過(guò)程中的張力穩(wěn)定；模切機(jī)，用于完成薄膜裁切；工業(yè)相機(jī)，用于對(duì)薄膜的模切切痕成像；工業(yè)計(jì)算機(jī)，用于對(duì)模切切痕成像進(jìn)行圖像處理，處理得到的誤差作為薄膜輸送進(jìn)給步長(zhǎng)的精度補(bǔ)償。本發(fā)明通過(guò)視覺(jué)裝置識(shí)別薄膜上的模切切痕，圖像處理所得薄膜進(jìn)給誤差，補(bǔ)償下一步薄膜進(jìn)給步長(zhǎng)，有效保證薄膜非連續(xù)卷繞進(jìn)給工況下，模切機(jī)薄膜進(jìn)給精度和裁切切口均勻性。

西安科技大學(xué)煤礦支護(hù)研發(fā)中心王曉利教授創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自 2002 年開(kāi)始就對(duì)我國(guó)煤礦的沿空留巷圍巖活動(dòng)機(jī)理、圍巖控制技術(shù)、采區(qū)回采巷道布置系統(tǒng)、 Y 型通風(fēng)系統(tǒng)及留巷埋管瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，目前此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟并在全國(guó)開(kāi)始推廣應(yīng)用。柔模混凝土沿空留巷安全開(kāi)采成套技術(shù)在神華集團(tuán)神東公司、神華寧煤集團(tuán)、神華烏海能源公司、冀中能源峰峰集團(tuán)、冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、山西潞安礦業(yè)集團(tuán)、河南神火集團(tuán)、貴州六枝工礦集團(tuán)、山西金暉煤焦化工集團(tuán)和山西宏源煤業(yè)集團(tuán)等單位的 30 多個(gè)煤礦的薄煤層、中厚煤層、厚煤層和綜放特厚煤層沿空留巷無(wú)煤柱安全開(kāi)采項(xiàng)目中進(jìn)行了成功應(yīng)用，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。該成果經(jīng)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)和河北省科技廳鑒定為國(guó)際領(lǐng)先，獲中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)和河北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于路面界面性能試驗(yàn)的馬歇爾試模裝置，包括筒狀內(nèi)模，還設(shè)有基座，該基座上具有一中心位置，所述筒狀內(nèi)模由四塊弧形板圍成，各弧形板圍繞所述中心位置布置，在基座上設(shè)有指向中心位置且輻射分布的四條導(dǎo)向槽，各弧形板滑動(dòng)配合在對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向槽上，各弧形板具有相互圍攏的合模狀態(tài)以及相互遠(yuǎn)離的開(kāi)模狀態(tài)，所述基座設(shè)有驅(qū)動(dòng)各個(gè)弧形板運(yùn)動(dòng)的絲杠機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型馬歇爾試模裝置，采用分體式的筒狀內(nèi)模，可以實(shí)現(xiàn)側(cè)向開(kāi)模，可避免在脫模過(guò)程中損傷試件，同時(shí)通過(guò)升降壓板以及試件壓頭的配合保證順利開(kāi)模。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、 以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單 模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利 9 項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利 4 項(xiàng) （ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。 性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá) 1500μm 2 以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為 20~30cm 的

本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)（ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá)1500μm2以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為20~30cm的條件下