交大教授團隊開發「高效切削刀具技術」 助力高端製造

圖片說明：複雜型線刀具應用於汽輪機轉子輪盤榫齒槽高效精密製造

　　第20屆工博會將於19日開幕。高校展區75所高校將帶來751個項目，參展高校數量及項目數量創下歷年來新高。高校展區緊扣工博會主題，體現高校「智能、綠色」的創新理念，推進高校創新創業發展。同時，圍繞國家實施創新驅動發展戰略、上海建設具有全球影響力科創中心的定位，藉助展臺傳遞高科技創新成果，體現高校的科創能力和服務社會實力。

　　工博會上有哪些亮點？晨報記者提前探營，推出系列報導，今天第一篇聚焦的是上海交大陳明教授團隊的「高效切削刀具技術」。

　　在航空航天、能源和汽車等高端製造領域，難加工零件的高效切削對刀具耐磨損和長壽命有著很高的要求。我國刀具市場總消費規模雖然世界第一，但國產高效切削刀具只佔約15%，高端製造領域高效切削刀具嚴重依賴進口。上海交通大學機械與動力工程學院教授、製造技術與裝備自動化研究所所長陳明團隊歷經20餘年，發明了金剛石刀具塗層製備新技術，研製出塗層成套裝備，構建了高效切削刀具製備技術鏈，在國內首次建立了具有自主智慧財產權的金剛石塗層刀具生產線並在行業內推廣。開發出系列化刀具設計與應用專業軟體，最終形成7大類18個系列高效切削刀具產品。

　　成果廣泛應用於航空、航天、汽車、汽輪機和發動機等重大裝備製造領域。高效切削刀具國產化對我國重大裝備研製技術安全性起到保障作用，助力中國高端製造。

　　勇於挑戰，持續創新

　　切削加工是機械製造基礎工藝，刀具是加工系統關鍵，常常被比喻成工具機的牙齒，起到四兩撥千斤的作用。

　　傳統刀具在高速切削中精度保持性差、耐用度低，無法滿足航空航天、能源、汽車等高端製造領域對刀具的高精度和長壽命要求。據統計，我國刀具消耗全球第一，但高效刀具長期依賴進口，難以滿足加工成本進一步降低和重大裝備研製國產化水平進一步提高的要求，實現高效切削刀具國產化的需求已迫在眉睫。

　　陳明教授團隊在「973」「863」「04」重大專項等項目的支持下，圍繞高效切削刀具的設計、製備與應用等方面開展研究。在研究過程中，他領導的研究團隊注意到國產高效切削刀具在設計方法和標準上的缺失問題，提出了形性協同精準設計方法，完成了基礎理論創新和關鍵技術突破。開發出系列化刀具設計與應用專業軟體，最終形成7大類18個系列高效切削刀具產品。陳明教授團隊針對國產高效切削刀具缺乏關鍵製備技術的難題，發明了金剛石刀具塗層製備新技術，研製出塗層成套裝備，構建了高效切削刀具製備技術鏈。與傳統刀具壽命相比，其開發的金剛石塗層刀具壽命提高了整整10倍；與此同時，他領導的團隊開發了系列化大規格複雜型線刀具，為百萬千瓦級汽輪機和重型燃機國產化提供大規格型線輪槽銑刀和組合拉刀，打破了國外在該領域的刀具技術壟斷。

　　促高端製造業可持續發展

　　多年來，在陳明教授的帶領下，上海交通大學切削磨削與刀具研究團隊，已經在高速切削技術、高效磨削技術、先進刀具開發與超硬砂輪應用研究的路上穿越無數風雨與坎坷，也收穫了掌聲和鮮花。研究團隊在「高速切削技術」方面成果被列入工業和信息化部「百項技術創新推進計劃」。

　　目前，研究團隊擁有較為完善的先進儀器設備，並與國內汽車、航空航天和發電設備行業的代表性企業建立了長期的「產、學、研、用」合作關係，研製的高效切削刀具也已在中國商飛上海飛機製造有限公司、上海電氣電站設備有限公司上海汽輪機廠等40多家高端裝備製造企業遍地開花。

　　高效切削刀具技術上的成功，在一定程度上會對我國重大裝備研製技術安全性起到保障作用，並促進高端製造業可持續發展。