走近机电|一文了解高精高效加工与智能装备研究所

苏州大学机电工程学院

高精高效加工与智能装备研究所

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 研究所简介

高精高效加工与智能装备研究所依托智能制造与绿色制造，定位于应用基础研究，即立足国际研究前沿，以国家重大需求和战略目标为导向，以工作母机、汽车制造及电子制造等关键装备为主要对象，以建设江苏省一流的高精高效加工与智能装备工程创新研究平台为目标，以建立具有国内影响的制造领域高层次人才培养与汇聚基地为己任，力争在高速精密加工技术与装备工程方面建成具有国内影响力的省级重点实验室。       

 研究所目前有教授2人、副教授3人、讲师1人以及高级实验师1人。在苏州市新世纪高级青年专业技术人才，苏州大学教学名师郭旭红教授的带领下，组建了一支高质量、高水平的科研团队。现有机电一体化专家王金娥教授；“苏州青年托举工程”入选者，上海交通大学工学博士王呈栋副教授; 江苏省“双创博士”和苏州大学“优秀青年学者”人才计划入选者，山东大学工学博士张克栋副教授；夹具及复合传动技术专家司广琚副教授；中国科学技术大学工学博士刘同舜老师；高级实验师张炜老师。

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团队成员

学术带头人

郭旭红  教授，硕士生导师

高精高效加工与智能装备研究所所长

1990年毕业于华南理工大学机械制造专业，获硕士学位。现任苏州大学教授，苏州市新世纪高级青年专业技术人才，苏州大学教学名师，中国机械工程学会高级会员，江苏省工程图学会常务理事，江苏省摩擦学委员会委员。曾先后担任教研室主任、系副主任、机电一体化研究所所长、机电工程学院副院长。 获江苏省科技进步奖三等奖、 江苏省机械工业科技进步奖一等奖、 江苏教育科学研究成果三等奖、 中国机械工业科学技术奖三等奖、 苏州市自然科学优秀学术论文奖二等奖等科技奖励。

一直从事难加工材料的高性能切削、 特种能场辅助制造技术及高端数控装备与技术方面研究， 主持完成包括江苏省成果转化、 江苏省工业支撑、 江苏省产学研创新、 苏州市技术专项和苏州市应用基础研究（工业） 等科研项目 20 余项， 作为项目主要参与者完成了国家自然科学基金项目项目。近 5 年在难加工材料的高性能切削、 特种能场辅助制造技术及高端数控装备与技术方面等领域开展了大量的前期研究，相关研究成果以通讯作者或第一作者在国内外学术刊物上发表论文 50余篇， 授权发明专利 9 项、 申请发明专利 7 项。

团队成员

王金娥 教授

计算机辅助设计与制造

司广琚  副教授

夹具及复合传动技术

王呈栋 副教授

微纳加工与仿生材料、

移动机器人设计评测

张炜 高级实验师

机械测量与传感器

张克栋 副教授

超精密与智能制造、

高性能涂层制备

刘同舜 讲师

刀具磨损在线监测理论与实现方法

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研究方向

1

高精高效加工

• 难加工零件的高效切削技术及应用

• 微细精密切削基础理论研究及加工过程监测与控制

2

新型刀具的研发

• 面向干切削的织构化涂层刀具制备与应用

• 特种能场辅助精密切削技术与刀具制备

3

绿色切削加工

• 医用仿生材料增减材复合制备、微量润滑绿色切削制造

• 先进制造及激光连接技术

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智能装备关键技术及应用

• 高端装备智能化设计与研发

• 激光增减材制造方法及装备

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科研成果

 研究所已承担了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、国家青年自然科学基金、江苏省自然科学青年基金、江苏省高等学校自然科学研究面上项目、大学生实践创新国家级重点项目等多项国家级、省级重点项目。

研究所已成功研制具有自主知识产权、基于电磁场技术的特种能场辅助加工平台原型样机。样机在超精密加工中表现出的高效性能，达到国际领先的微纳织构加工精度，并受到国内外同行的高度肯定，同时大幅降低了超精密元件的加工成本，率先开展了织构化刀具的产业化，提升我国超精密加工水平从跟跑到并跑。近3年获得省部级奖励4项，市厅级奖励5项；主持纵向项目20项（国家级4项），横向项目17项；发表SCI/EI论文51篇，其中SCI 23篇，中科院TOP期刊SCI 10篇；申请专利25项，授权发明专利12项，实用新型3项；撰写“十三五重点”图书-专著2本，本科生教材1本；课题组毕业硕士论文获2021 年江苏省优秀硕士学位论文。

近年相关成果证书

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电磁场辅助超精密加工平台

针对航空航天、生物医疗、光学、军工等领域的关键零部件超精密加工需求，实验室重点开展了微纳织构刀具切削机理、磁场辅助电渗驱动、精密定位、显微视觉、作业工具、系统集成等研究，构建了“纳米通道|自激电场|外加磁场”组合的电磁辅助加工方法，研制出面向超精密加工的电磁场辅助切削加工平台与高性能微纳织构刀具，最终实现难加工材料的高效高质量超精密加工。

电磁场辅助超精密加工平台

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释药性能驱动下的下颌骨材料-结构-功能一体化设计制备

针对当前口腔钛植入体装载大分子抗感染药物后的早期突释问题，团队从载药释药对材料-结构-性能一体化需求的本质出发，以口腔钛颌骨Ti/HA储药功能表面抗感染药物长效缓释共性问题为导向，通过医工学科交叉，在探究储药多少和释药快慢与创面抗感染药理之间定量映射关系的基础上，适配释药性能驱动下的储药容腔几何-物理结构，提出口腔钛颌骨Ti/HA储药功能表面激光增材-微织构刻蚀的增减材制备新方法，初步搭建了口腔颌骨植入体的载药缓释系统。

载药缓释系统

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超精密微细铣削加工基础理论研究成果

围绕超精密微铣削加工的尺寸效应、刀具磨损和表面形貌等关键问题展开研究，构建了一系列解析模型，为微铣削加工过程监测、优化与控制奠定理论基础。针对尺寸效应下微铣削加工剪切-犁耕分离点难以精准预测问题，提出均衡剪切-犁耕力假设，构建了广义材料分离点模型，精准预测了尺寸效应下的材料分离点、剪切区和犁耕区；针对刀具磨损和跳动导致的非对称切削降低切削稳定性和表面质量问题，建立包含刀具跳动和磨损的非对称微细铣削等效动力学模型和表面形貌模型，实现微铣削加工稳定性的快速在线判别和表面形貌的精准重构。

超精密微细铣削加工平台及相关解析模型

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来源：高精高效加工与智能装备研究所

排版：薛旭宁、蒋舒洋

编审：李知瑶 

审核：刘鲁庆、孙立宁