本項目針對大口徑超長薄壁筒形件制造中存在的成形精度低、功能集成難、加工損傷大等核心瓶頸問題，摒棄了傳統(tǒng)單一、串行的技術(shù)開發(fā)模式，確立了一條全鏈條、多學科交叉、閉環(huán)優(yōu)化的系統(tǒng)性技術(shù)路線。該路線以自主創(chuàng)新工藝為核心，以專用智能裝備為載體，以數(shù)字化智能系統(tǒng)為大腦，構(gòu)建了從理論基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應用的完整技術(shù)體系。
總體技術(shù)路徑遵循“理論突破→工藝創(chuàng)新→裝備實現(xiàn)→系統(tǒng)集成→應用驗證”的演進邏輯。首先，從多學科理論融合入手，為技術(shù)創(chuàng)新奠定堅實的科學基礎(chǔ)；進而，導向原材料體系的精細化控制，從源頭保障產(chǎn)品性能；在此基礎(chǔ)上，并行攻克復合成形、功能集成、精密加工三大核心工藝模塊，并自主研制相應的專用裝備集群，實現(xiàn)工藝落地；之后，通過構(gòu)建智能控制與信息化平臺，將各先進工藝單元集成為有機整體，實現(xiàn)制造過程的數(shù)字化、智能化管控；最終，產(chǎn)出經(jīng)嚴格驗證的系列化高端產(chǎn)品，并在重大工程中實現(xiàn)應用，形成市場需求與技術(shù)迭代的閉環(huán)。
項目主要原理
本項目深度融合金屬精密塑性成形理論、復合材料力學、精密機械設(shè)計、多物理場耦合分析及智能控制理論，構(gòu)建了一套完整的理論支撐體系。其核心運作機制在于：
“旋壓-冷拔時空復合變形”機理：創(chuàng)新性地將旋壓大減壁量初步成形與冷拔精確定徑校形兩種工藝在時空上有機結(jié)合。利用高剛度內(nèi)撐芯軸系統(tǒng)提供內(nèi)部支撐，通過高精度伺服系統(tǒng)同步控制旋壓輪進給、冷拔牽引與芯軸回轉(zhuǎn)，優(yōu)化了工件的應力狀態(tài)與材料流動路徑，在一次裝夾連續(xù)工序中實現(xiàn)了超長薄壁件大幅減壁（減壁率>50%）與高精度（圓度≤1.5mm）成形的統(tǒng)一。
仿生梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計與界面增強機理：借鑒生物體多層功能一體化特征，設(shè)計了“金屬內(nèi)襯-緩沖層-功能復合材料層-外防護層”的異質(zhì)多層梯度結(jié)構(gòu)。通過特種韌性環(huán)氧樹脂膠膜作為層間粘結(jié)介質(zhì)，并結(jié)合精準控制的鋪層/纏繞角度、張力、樹脂含量以及分段控壓控溫固化工藝，實現(xiàn)了不同材料間熱物理性能的匹配、應力集中效應的緩解以及載荷的高效傳遞，攻克了層間易脫層、抗沖擊性能差的技術(shù)難題。
微損傷精密整形與加工機理：內(nèi)孔漲形整形：基于錐面模芯機械驅(qū)動多瓣式壓板產(chǎn)生徑向微脹（專利ZL202411067763.8），對異型內(nèi)孔進行高精度、無切削的塑性校正；高壓油膜浮動脫模：基于靜壓支承原理，在芯軸-工件界面注入高壓潤滑油形成均勻流體潤滑層（專利ZL201820821447.9），實現(xiàn)超低摩擦系數(shù)（<0.01）下的無損分離；內(nèi)孔磨削修整：采用錐面-頂桿機械同步擴脹機構(gòu)，配合自適應紗條座與在線尺寸反饋系統(tǒng)（專利ZL202221181289.8），對深孔表面進行納米級材料去除與修整。
1.姚冬成 2.周厚生 3.潘敏成 4.袁張煒 5.孫偉平 6.周建華 7.任涵韜 8.劉強 9.管曉磊 10.馮健 11.張競超 12.孫洋
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評價單位： |
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報告編號： |
高科評字 [2025] 第 15 號 |
評價日期： |
2025-10-31 |
評價委員會認為，該項目在大口徑超長薄壁筒形件一體化成形技術(shù)方面達到國際先進水平，經(jīng)濟和社會效益良好，一致同意通過科技成果評價。
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