佛山市南海鸿运陶瓷机械有限公司
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随着科学技术的发展,各种陶瓷加工设备越来越先进,其中研磨就是加工方法中的一种。它是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒,通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工的。研磨主要分为湿研、干研和半干研三类,主要功能是对陶瓷材料进行去除、结合和变形。袁巨龙曾经说过,“在精密或超精密加工过程中,比如去除加工时,要去除材料表面的一层原子,就是将材料表面原子与内部原子切开,机械加工必然残留有加工变质层,加工中还伴随着化学反应等复杂现象,处理不好就会影响材料的性能。”
根据相关资料介绍,20世纪60年代为了适应尖端技术的需要而发展起来的精度极高的一种加工技术。它比传统的精密加工提高了一个以上的数量级,主要分为超精密切削加工、超精密特种加工刀等。而陶瓷材料的超精密加工是则是为了获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。近年来,我国虽然在超精密加工方面做了大量工作,但是与国外发达国家还有距离。目前,我国大直径、高质量的球类还是依靠进口,然而国外又不愿意出售给我们,致使我国大型风机等应用受到一定制约。
袁巨龙说,“影响精密加工和超精密加工的因素主要有加工机理、被加工材料、加工设备及其基础元件、加工工具、检测与误差补偿、工作环境、工艺过程设计、夹具设计、人的技艺等。超精密加工手段主要有超精密切削、超精密磨削和超精密研磨抛光以及特种加工等。这其中有很多基础科学问题有待解决。我们目前主要围绕基础几何形状表面(平面、球面、圆柱面)的超精密高效磨削、研磨抛光加工技术与装备,开展一系列原创性的加工方法、关键技术、加工与检测设备研究,形成加工技术及理论体系,并应用于工程实际。”
在国家自然科学基金的支持下,袁巨龙团队提出了半固着磨粒加工新方法及低结合强度、弱塑性变形的半固着磨具设计技术,揭示了先进陶瓷材料分别在脆性域、塑性域和弹性域均匀去除的加工规律;开发了具有低结合强度、弱塑性变形特性的半固着磨具,建立了其性能检测和评价体系。他们提出了偏心研磨和双自转研磨两种球面全包络研磨成球原理,为解决成球精度低、成球效率低的技术难题提供了理论依据;建立了球面研磨均匀性的定量分析方法,为球体加工工艺过程的优化提供了有效的预测手段。
该团队研发了陶瓷球球体加工工艺专家数据库以及球体固着磨料研磨技术、化学机械抛光技术、研磨盘在位修整等陶瓷球精密高效加工关键技术,形成了陶瓷球体精密高效批量加工工艺新方法,并研制了基于全包络研磨成球方式的新型精密球体研磨机,实现了陶瓷球的批量高效加工。
在项目执行期间,该研究小组发表学术论文58篇,其中被SCI、EI收录80余篇次;在国际会议上作特邀报告4次;获国家科技进步奖二等奖1项,省部级一等奖1项,二等奖1项,三等奖1项;申请发明专利14件,已获得发明专利5件,软件著作权5件;同时还开展了广泛的国际学术交流,培养了一批博士生与硕士生。
在该项目结题评审时,以中国科学院院士任露泉为组长、中国工程院院士谭建荣为副组长的7人专家组对该项目给予了高度评价,综合评价为优秀。
因此,科学技术的快速发展,基础研究给特种陶瓷的发展带来了机会以及有利的加工工具。