科学研究
Scientific Research

特色方向
数控机床数字化设计、分析与实验技术:结合企业的实际需要,进行数控机床数字化设计分析技术、机床动态性能分析与实验技术、精密机床热变形分析及其控制技术、精密机床精度稳定性技术等方面的研究工作。提出了整机结构、高速主轴结构的多目标优化设计分析方法和加工中心精度稳定性方法。开发了数控机床模块化设计系统,建立了热变形对机床精度稳定影响的数学模型并提出机床热误差补偿方法。参与组建了成都精密数控机床产业技术创新联盟和四川省精密数控机床产业技术创新联盟,并作为发起单位之一,参与组建了成都增材制造(3D打印)产业技术创新联盟。2007年12月24日《人民日报》头版报道了包括本科研团队在内的万博manbetx官网建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的科技创新体系的情况。相关研究成果获2012年四川省科技进步一等奖1项,形成学术论文30余篇(其中SCI/EI期刊20篇),专利技术1项,论著6本。
 
工业机器人视觉系统(CCR-VS)CCR-VS工业机器人计算机视觉系统是根据成都广泰实业有限公司的需要,学院科研团队与该企业联合开发的CCR系列工业机器人视觉信息处理系统。该系统可使CCR系列工业机器人具备视觉感知功能,可用于工业机器人辨识工件结构形状、获取工件位置姿态,实现工业机器人完成自动精确定位、抓取和装配工件等复杂任务。本研究成果形成学术论文十余篇(其中SCI/EI期刊6篇)。
 
超声波无损检测技术与设备:从数字化超声检测系统设计、检测数据去噪、超声探头性能测试和智能化缺陷识别等关键技术方面展开相关理论方法、关键技术、系统开发及其试验实践等研究工作。完成了回转体超声波自动探伤系统、小直径薄壁导管超声点聚焦自动检测系统、超声波探头测试系统等设备的研制。本研究成果形成学术论文20余篇(其中SCI/EI期刊12篇),获得发明专利1项、实用新型专利1项。
 
制造业信息化工程原理、实施技术、专业软件系统开发及其推广应用:进行了CAD/CAM、数字化设计和虚拟样机技术原理和实施方法、制造业信息化工程技术及其应用研究工作。在设计知识描述与获取、知识库体系结构、并行设计多专家系统协同求解、CAPP、网络环境下机械产品设计动态过程中的知识发现原理方法、现代集成制造系统(CIMS)技术的体系结构与推广应用等方面取得了有特色和创新性的成果。开发的《制造业信息化常用技术资料数据与知识库平台系统》和《SCU-CAPP工具系统》软件在多家企业推广应用。代表性成果包括:“东方电机计算机集成制造系统工程”获得2000年四川省科技进步一等奖;“基于敏捷制造模式的车间生产作业与资源信息管理系统(SCU-Workshop IMS)”获得2004年四川省科技进步三等奖;“计算机辅助设计与制造理论及实践创新教学体系”获得2004年四川省高等教育教学成果二等奖;“基于知识的数字化工艺设计技术与网络分布式CAPP工具系统”获得2007年四川省科技进步三等奖;“高精度易装卸轴套数字化设计技术及产品开发”获得2010年四川省科技进步三等奖。同时发表学术论文50余篇(其中SCI/EI期刊20余篇),获得发明专利1项、软件著作权3项。
 
超精密加工检测技术及应用:(1)基于双纵模热稳频激光干涉原理的纳米级精微测试技术,在表面微观形貌测量方面达到纳米级分辨率,处于国内外领先地位。曾于1990、1996年两次(唯一单位)获得国家发明奖,1997年因解决某型洲际导弹有关在线测量等难题,获当年国防科工委光华奖。(2)高精度无导轨大尺寸测量系统采用原创性原理并以先进的信号处理技术为基础,开发了基于激光拍频节点测量的无导轨大尺寸测量系统,实现了大尺寸零件无导轨测量。该技术处于国内领先水平,获2005年度四川省科技进步一等奖。(3)用于活塞环外圆轮廓多参数测量的综合测量专用仪器,测量精度高,重复性和稳定性好(示值误差:锥面环外圆斜度±2′,桶面环桶面度±1μm,油环刮油边径向偏移度±1μm,油环刮油边高度±20μm)。仪器总体技术水平国际领先,属国内首创,已成为我国活塞环企业不可缺少的活塞环外圆轮廓多参数专用测量仪器。
 
光电信息技术及应用:本研究方向重点进行光电信息处理、光电控制领域的研究与开发。以光学工程学科为研究背景,在光电工程与技术、光电信息材料和光学仪器等重要科学研究领域从事光电信息工程、电子信息科学与技术、光电精密仪器及测控技术、光学工程和光信息模式识别与智能系统等光学交叉学科和边缘学科领域等科学研究,融光、机、电、算多学科交叉研究为一体。同时,在新型光电传感技术研究领域,研制了散射式激光粗糙度测量仪,获四川省科技进步三等奖。目前开展的光学测量波前修正技术研究及材料亚表面缺陷磁——光显微成像检测技术研究已获得国家及四川省多项基金资助,是激光应用技术研究所一个有理论及实用前景的发展方向。近年来先后获得国家自然科学基金9项,科研经费300余万元,发表SCI、EI文章20余篇,获得一批国内领先的科技成果。
 
玻璃曲面成型及加工技术与装备:针对玻璃曲面成型及加工中存在的效率低、成品率低等问题,科研团队开展了玻璃曲面成型过程多场(温度和力场)有限元建模与仿真,玻璃曲面成型模具设计与制造,玻璃曲面拉伸成型控制与设备研制,玻璃曲面钻孔工艺及工装设计制造等关键技术研究。经多年的努力已成功开发出玻璃曲面自动成型及钻孔装备,包括液力驱动拉伸成型系统、玻璃曲面成型技术、钻模制造设备,大大提高了玻璃曲面成型及钻孔的生产效率和成品率,并获得国家发明专利2项,发表论文3篇。
 
压力容器及管道安全评估与寿命预测:主要研究在役压力容器及金属管道安全评估的相关理论与技术,重点探讨动力压力容器及特种油路金属管道的缺陷状态失稳机理及其剩余寿命评价理论。科研团队先后完成了四川省科技研究基金、国家自然科学基金、中国空气动力试验研究中心等资助的科研课题,取得了多项重要理论技术成果。
 
高性能机电液传动系统与驱动系统:该方向研究的重点内容包括高性能传动基础理论,高可靠、高效率传动与驱动机构创新设计等。代表科研项目有:适用于工程机械的定轴式动力换挡变速箱开发、曲线圆柱齿轮啮合理论及关键技术研究、离散谐波齿轮传动机理与关键技术研究。
 
基于认知机理的产品创新设计理论及相应创新设计方法:融合以人为主体的认知方法和以技术系统为主体的设计理论和信息技术,建立产品创新设计理论及相应的产品创新设计方法,包括基于设计者的创造力认知模型、基于认知机理的概念设计过程模型、多视角概念设计模型、创新设计问题策略化求解模型等,以及覆盖整个创新设计过程的系列方法。初步构建了支持产品创新设计的理论体系,为开展创新设计方法设计和工具开发提供了理论依据。
 
多知识融合的计算机辅助机电产品创新设计系统:以创建的基于认知机理的创新设计理论为基础,各种创新设计方法为实施手段,开发支持设计人员开展产品创新设计的计算机辅助创新设计系统。该系统可实现对产品概念设计全过程支持,TRIZ理论仅仅是其中的一个组成部分,系统主要包括以下功能:(1)帮助设计者分析并发现技术系统中存在的问题,进行新产品开发,对产品可能产生的问题进行预测以及产品未知创新机会的寻找;(2)提供多种创新策略和方法,丰富设计者的思维模式,打破惯性思维,辅助其进行产品创新;(3)提供多视图的概念设计空间,为设计参与者提供一个设计平台;(4)为设计者提供多学科领域的知识,实现知识的迁移与组合。
 
特种钎料与钎焊工艺研究:我院针对用于高温合金的钎料开发等技术展开了大量研究。开发了Mn基钎料;氧化铝陶瓷、蓝宝石与金属的异质连接技术;铝合金、钛合金、不锈钢、高温合金、钨合金和钼合金的同质/异质钎焊技术。已获国家发明专利:一种含活性元素Ti适合钎焊钼及其合金的锰基钎料(ZL200710050808.0)。
 
超细硬质合金切削刀具及制造技术:本技术包括针对不同工件的切削刀具结构材料设计(含涂层)、切削刀具结构设计(几何角度与槽型结构)、切削加工工艺参数优化设计与切削过程数值模拟、切削刀具的制造技术(粉末冶金、精磨加工、涂层等)。其中超细硬质合金材料具有≤0.5μm的超细晶粒度,可制造锋利的刃口,并保持高强度、高硬度、高耐磨性等优异性能。配合适当的涂层、结构以及切削加工工艺参数,超细硬质合金刀具适用于各行业使用的铝合金、钛合金、不锈钢、高温合金等难加工材料的加工,具有良好的应用性。
 
粉末冶金微成形:学院在近十几年从事基于电场制备材料研究的基础上,在国际上率先开发出多物理场活化烧结微成形技术(Micro-FAST)。本技术来源于国家自然科学基金项目“基于多物理场耦合粉末微成型的成形机理研究”,主要针对316L不锈钢、纯Cu、CuSn、硬质合金WC-Co粉末展开了深入研究,已成功制备出八齿微齿轮,其模数为0.1,分度圆直径为1.6mm;以及边长为4.7mm的正三角形硬质合金刀片,其相对密度达到99.9%。该技术可在较低的烧结温度下(低于物质熔点30%以上)、较短的时间(数分钟内)获得较高致密度试样(相对密度高于90%)的微型零件,是一种高效、快速、节能、环保的创新技术,具有大规模工业化应用潜力。
 
铸造工艺优化研究与铸件开发:轻合金金属型重力铸造技术通过对铸造镁合金基础性能的研究,针对镁合金密度小、重力铸造复杂异型件充型困难的特点,开发出大断面、开放式浇注工艺;并针对镁合金结晶温度范围宽的特点,采用同时凝固技术,成功解决了镁合金在凝固过程中容易产生偏析、缩裂、缩孔缩松等问题,可制备出性能优良、满足用户特殊使用要求的镁合金铸件。经四川省科技厅组织专家鉴定该项工艺技术达到国际先进水平。本技术已在工厂的镁合金铸件生产线上实现规模化生产,获得四川省科技进步三等奖。
 
铸铁凸轮轴加工数值模拟技术:采用数值模拟技术进行虚拟成形过程的研究,可对不同断面比的浇注系统对充型过程的影响进行数值模拟计算,最后获得满足铸件质量要求的铸造工艺方案,有效解决了国际上的“黑线”难题。目前该技术已成功应用到轻合金、铸铁等零件的重力铸造、叠型铸造、离心铸造等实际生产中,对典型零件工艺参数进行优化,实现了缩短工艺试验周期、确保铸件质量、提高工艺出品率和降低生产成本的目的。采用该工艺生产凸轮轴的产量为200万支/年。铸铁凸轮轴铸造生产技术作为我院所开发和拥有的制备各类发动机和柴油机凸轮轴的专用成套技术,采用精密铸造的方法生产激冷和可淬硬铸铁凸轮轴,产品的铸造成品率在95%左右,可以生产各种规格系列的铸铁凸轮轴,已获四川省科技进步二等奖,具有极大的应用潜力。
 
阻尼合金:我院阻尼材料的研究涉及Fe-Cr-Mo基阻尼合金、Mn-Cu基阻尼合金、高温高阻尼Ni基阻尼合金、新型Fe-Mn基阻尼合金和Mg基阻尼合金。研究成果处于国内领先水平,用户反映减振降噪效果明显。
 
金属智能材料及结构:金属智能材料是指能够感知环境变化并通过自我判断得出结论执行相应指令的材料,由其组成的智能材料系统和结构集传感、控制和驱动(执行)等功能于一体,能适时地感知与响应外界环境的变化,作出判断,发出指令并执行和完成动作,在高水平上实现自检测、自诊断、自监控、自修复及自适应等多种功能。其中形状记忆合金不仅具有优良的力学性能,而且具有特殊的形状记忆效应和超弹性特性,可实现普通合金不具有的反常的热缩冷涨,以及百分之几的超弹性性能。与其它智能材料相比,形状记忆合金还具有输出的位移和力最大,能量密度最高的优点。目前该技术运用情况主要有:液压管道连接的管接头紧固件(输出位移和力);振动和噪声的主动控制系统。

复杂腐蚀环境下具备良好耐磨耐蚀性的Ni-Sn-P三元化学镀层:本技术是四川省科技支撑计划项目(正在申请国家发明专利),通过改进Ni-P二元化学镀工艺,获得较高Sn含量的涂层。该涂层光亮、致密,与基体结合良好,在硫化物、卤化物、碳化物共存的环境下具有良好的耐蚀性;同时,涂层硬度可达500HV以上,经适当热处理后硬度更进一步升高到1000HV以上,具备良好的耐磨性。可用于海洋、盐碱等复杂腐蚀环境下使用的各种装备的表面防护,以及在腐蚀环境下使用的仪表、工具的表面防护。
 
采用真空电弧镀技术制备多元合金MCrAlY系列耐热涂层:该技术具有涂层成分容易控制和调整,组织致密,涂层均匀性好、附着力好、无环境污染,适于大规模生产。通过设计不同成分的涂层,可在1000℃左右具备良好的耐热和热疲劳性能,并耐氯化物和硫酸盐腐蚀。采用真空电弧镀技术沉积的MCrAlY系列涂层(M=Ni、Co或Fe等,视基材而定),既可作为包覆型涂层用于提高发动机某些零件的抗氧化、抗腐蚀性能,也可用于热障涂层的粘接底层。
 
含高体积分数非导电物质的铝(钛、镁)系合金的阳极氧化技术:铸造(压铸)铝合金、铝(钛,镁)+陶瓷系复合材料,一般需要通过阳极氧化处理来提高其耐磨耐蚀性。由于大量非导电物质的存在,阳极氧化处理后的膜层疏松多孔,易粉化。本技术针对含高体积分数非导电物质的铝(钛,镁)系合金,开发了特殊的阳极氧化工艺,可在上述材料的表面获得均匀完整、致密、与基体结合良好,具有良好耐磨耐蚀性的阳极氧化膜层。
 
不锈钢低温表面强化技术:本技术针对不锈钢,特别是奥氏体不锈钢耐磨性能不足的情况,在国内率先使用环保型无污染渗剂,对奥氏体不锈钢进行低温绿色环保型盐浴表面处理,在奥氏体不锈钢上获得了渗层单相扩展奥氏体,使改性后奥氏体不锈钢表面硬度提高了三倍,极大的提高了材料耐磨性,同时不锈钢耐苛刻条件腐蚀性能及冲蚀性能也获得极大提高。该技术可作为涂层用于提高发动机某些零件的抗腐蚀性能和抗冲蚀性能,受到业内人士认可。目前已授权核心专利2项,相关技术在成都市几个民营企业使用,获得一致好评,产生了一定经济效益。