视频来源：浙江经视《创新浙江》栏目
科技创新是发展新质生产力的核心要素。近年来，浙江锚定全面建成高水平创新型省份的战略目标，推动科技创新与产业创新深度融合，涌现出了一批标志性创新成果，为实现高水平科技自立自强提供了强大的支撑。《创新浙江》电视栏目今天推出“新质生产力看浙江"系列节目第四期，带大家一起了解面向复杂模具的高速高精五轴加工关键技术与装备应用成果。一起来看本期节目。
新质生产力的发展离不开生产工具的创新突破。模具又称为“工业之母”，是制造业不可或缺的基础工艺装备。五轴数控加工是当前精密复杂模具的重要加工手段，然而，我国高档五轴数控机床长期受制于人。
浙江大学制造技术及装备自动化研究所所长、浙江省高档数控机床技术创新中心主任 傅建中：五轴加工首先要根据加工曲面的形状把机床加工路径规划出来，计算出高精度的高效率的加工路径是五轴路径规划的主要目的。其次，规划好路径以后，机床需要精准地沿着规划的路径进行运动。模具的制造通常是长周期的加工模式，因此需要在整个加工周期中都保持它的加工精度。上述三点说明了高精度、高效率和高稳定性在五轴加工技术中的重要性和实现难度。
针对复杂模具五轴数控加工中高精度、高效率和高稳定性的重大需求，浙江大学傅建中教授团队联合宁波海天精工股份有限公司、北平机床（浙江）股份有限公司等单位，在国家重大科技专项、国家自然科学基金和浙江省尖兵领雁项目的支持下，以控精度、提效率、保稳定为核心目标，经过十余年的产学研攻关，形成了面向复杂模具的高速高精五轴加工关键技术与装备系列成果，有力推动了我国高端装备制造的高质量发展。该成果获得了2023年度浙江省科学技术进步奖一等奖。
浙江大学制造技术及装备自动化研究所所长、浙江省高档数控机床技术创新中心主任 傅建中：首先，五轴机床的结构非常复杂，增加了两个旋转的运动轴后，各个方向上的误差耦合在一起形成了综合误差，难以计算出每个轴上的误差进行精度的提升。其次是几何误差、热误差耦合在一起，难以根据误差产生的原因实现精度提升。针对上述“两个耦合”，我们团队提出了一种面向轮廓精度控制的耦合误差建模与多源抑制技术，发明了一种独立于机床结构和误差来源的精度检测和补偿技术，实现了五轴加工精度的在机补偿；其次，五轴加工路径是否连续、光滑，是制约五轴加工效率的主要因素。我们团队针对加工曲面的几何约束、数控系统及机床硬件的运动学约束等限制，提出了一种高速五轴光顺轨迹插补技术，实现了五轴机床的高速加工。
为了实现国产数控机床从“可用”到“好用”的转变，团队还提出了一种五轴加工稳定性优化技术，通过优化关键功能部件和整机的结构热/力稳定性，并通过数控系统采集环境的因素实现全局的反馈控制，大幅提升了长周期加工的稳定性，目前已达到连续加工1000小时精度仅下降3%的水平。
浙江大学制造技术及装备自动化研究所所长、浙江省高档数控机床技术创新中心主任 傅建中：我们看到的这是一台五轴的数控加工中心，它正在加工的是一个很小的、但是形状很复杂的零件，必须要用五轴来加工。以前我们国内机床是做不出这样的产品，通过我们五轴的成果的转化，现在我们可以看到已经能够正常的批量生产，实现了国产的替代。
据了解，该项目成果已应用于多款五轴加工中心、五轴工具磨床，并在整机企业实现了产业化落地。其中，自主研发的摆头、主轴转速/跳动达到了国际先进水平，五轴单臂摆头已完全替代进口，2021～2023年，项目相关成果获得经济效益16.08亿元。此外，相关技术及装备也在多款新能源汽车企业得到了应用，有效提升了新能源汽车的产业化水平。
来源：浙江省科技宣传教育中心、浙江经视
编辑：葛老师
