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211工程

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        建立了机械工程一级学科博士点,形成了完整的培养高级人才体系,为培养高素质高级专门人才创造了条件。引进“长江学者”,建立山东大学虚拟工程中心。从英国引进“长江学者”赵正旭教授,建成国内最先进、国际一流的虚拟环境系统,形成用信息技术推动传统制造学科进步的一个新的生长点,已经承担总装备部“十五”规划重大课题一项,合同额140万,已经建立了山东大学和西昌卫星发射基地的密切科研合作关系。

        与澳大利亚学者合作,承担国家自然科学基金杰出青年科学基金海外青年学者合作研究基金项目(B类杰出青年基金)。学院黄传真教授与澳大利亚昆士兰大学王军教授合作,承担国家自然科学基金杰出青年科学基金海外青年学者合作研究基金项目“精密磨料水射流微加工技术研究”,成立了先进水射流工程技术研究中心,开创了新的研究领域。

        在新技术、新材料和新设备的研究开发及转让或合作生产方面取得显著成效,获得省部级重大奖励并创造重大经济效益的标志性成果:

(1)颗粒和晶须协同增韧陶瓷刀具材料及其加工

        研究陶瓷刀具切削理论,又从陶瓷刀具切削性能和切削可靠性要求出发研究开发陶瓷刀具材料及其制造工艺,开创了国内外基于切削可靠性的融合陶瓷材料学和陶瓷刀具切削学于一体的陶瓷刀具研究的先例,创立了比较完整的陶瓷刀具研究新体系。

       研究开发了两种颗粒(SiCp, TiB2)增韧和SiC晶须增韧机制协同作用的陶瓷刀具材料,即JX-2(Al2O3/SiCp/SiCw)和LP-2(Al2O3/TiB2/SiCw)陶瓷刀具材料;两种梯度功能陶瓷刀具(FG-1和FG-2)和两种陶瓷——硬质合金复合刀具(FH—1和FH-2);建立了一套合理的晶须分散、均匀混料和热压烧结新工艺;研究得出了各组分的最佳配比;证实颗粒与晶须的协同增韧作用;建立了材料界面结合强度与断裂韧性的关系和用界面结合强度来评价陶瓷刀具破损可靠性的新方法;深入研究了陶瓷刀具材料的物理机械性能、摩擦磨损特性和磨损机理,建立了陶瓷刀具材料力学性能与其耐磨性能之间的关系以及陶瓷刀具材料组份、结构、力学性能与切削性能的关系。获国家级优秀博士论文奖两篇。

       JX-2在航天部机械公司用于加工“长征2号”火箭的电铸纯镍件,加工效率提高3-4倍,刀具寿命提高十倍以上。LP-2在济南汽车配件厂生产试用,加工YC6112气门铬钼冷激铸铁(HRC62)效果良好,满足产品工艺要求;在北京211厂加工G99高强钢(HRC50)时刀具寿命提高5倍以上,加工效率提高1.5倍以上。

(2)石材异型面加工技术与数控成套设备开发

        开发了应用普通工具加工石材异型面的高效工艺技术,将研磨抛光工艺由传统的12个工序缩短为5个工序,生产时间由2h/m2缩短为1.2h/m2。

        研制的石材内外曲面、外回转面、柱体、球体、台板面等4套异型制品的数控加工设备,解决了石材异型制品加工要求与成本的问题。

        基于功能模块技术的CAD产品开发平台使设备的开发周期由2个月缩短为1周左右,提高了技术工作对市场需求的响应能力。评价分析体系提高了设备开发的有效性。提出的创新结构,提高了本成果的实用性和先进性,方便了新老用户。

        与企业密切合作,产、学、研单位发挥各自优势,使成果迅速转化为生产力。

        技术与设备的性能指标达到并部分超过国外进口设备,配套性好,替代进口,实现了大面积推广应用。促进了石材行业的技术进步,改善了石材制品的生产条件。在数十家企业实施后,新增利税超过1.1亿元,节约外汇470余万美元。为社会创造了巨大的经济效益和社会效益。

        随着经济建设的发展,石材制品的应用范围不断扩大,市场前景广阔。

        本成果获得教育部提名国家科技进步一等奖,子项目先后获得山东省科技进步奖二等奖2次、三等奖1次、山东省专利创新奖1次,获得专利2项

(3)新型陶瓷喷嘴的研制开发及其冲蚀磨损机理研究

        本项目获得教育部提名国家科技进步一等奖,涉及喷嘴技术、陶瓷喷嘴冲蚀磨损、陶瓷喷嘴材料的设计理论与制备工艺等多学科交叉领域。旨在充分利用陶瓷材料原料丰富、硬度高、耐磨损和耐高温等优点,研制开发新型陶瓷喷嘴替代金属或硬质合金,提高喷嘴寿命,节省稀有贵重金属元素。

        研制成功新型B4C/(W,Ti)C陶瓷喷砂嘴,解决了纯B4C陶瓷喷嘴强度和韧性低、致密化困难、烧结温度高和成本高等技术问题。

        研制开发新型组合方式陶瓷水煤浆喷嘴,既解决了金属水煤浆喷嘴不耐磨的问题,又解决了陶瓷材料难以加工的难题。

        系统深入的研究了陶瓷喷嘴的冲蚀磨损行为,分析了各种因素对陶瓷喷嘴冲蚀磨损的影响规律,探索了陶瓷喷嘴的冲蚀磨损机理。

        已将该项技术转让给企业进行大批量生产,广泛应用于我国南水北调工程中各种机械设备的表面喷砂处理,大大提高了生产效率、提高了产品质量、减小了资源消耗、降低成本、减轻了工人劳动强度,取得了显著的经济和社会效益。

(4)新型系列数控标牌标签打印机

        在国内首次研制出新型数控标牌标签打印机系列产品,包括:YP4-60半自动标牌打印机,ZYP4-60全自动标牌打印机,YQ4-40全自动标签打印机,及变形产品10余种。研制出标牌自动上卸装置,实现了标牌的连续自动打印。研制出金属带材自动上料和自动剪切装置,实现了标签的自动打印和成型。该新型系列打印机,具有多种数据模型串行通讯、远距离网络通讯、标牌信息数据库,可实现与多种设备或局域网的双向数据交换;并实现了标牌信息自动存储与查询、产品数据自动统计和报表格式自动生成。

        该系列新产品,可广泛应用于冶金、汽车、轮胎、机电设备等行业。目前已在首钢、天津夏利汽车厂,通化钢厂,东营金宇轮胎等国内25省市的80余家企业中应用,并已在大连、马鞍山、莱芜、安阳等多家企业替代了进口产品。取得了巨大经济效益和很好的社会效益。

        本项目获得教育部提名国家科技进步二等奖,获得3项国家专利, 在国际市场上也具有较强的竞争能力,可望实现出口创汇。

        以研制成功的新型混气喷涂机、液化气残液处理与回收装置和新型玻璃涂胶设备(三项专利)等为主体组建了山东大学机械工程学院产业化基地,建成山东山大液压气动有限公司,生产上述专用液、气控制设备和最近几年研制开发成功的新型丁基胶打胶机、新型双组份打胶机以及液压伺服控制系统和比例控制系统等十几种产品,产品销售全国,并出口俄罗斯、越南和土耳其等国,年产值达700多万元。更为突出的是今年初研制成功的GTV 04深海可视采样系统,可在水深4000米的海底进行沉积物取样,已在大洋一号科学考察船上正式使用,取得圆满成功,获得好评。今后将继续为深海6000~7000米的采样系统研制液压自动控制系统。