针对航空航天、军工等领域应用日益广泛的高温合金、钛合金、硬质合金等难切削材料构件的加工难题，开发出了高能脉冲放电高速铣削技术。该技术采用高频高压低能电火花脉冲击穿电极与工件间的工作液介质，形成电火花放电通道，大功率直流电源通过该通道形成具有很高电流密度及电流的高能高温等离子体，由高能高温等离子体快速蚀除工件材料。通过工具电极的高速旋转与工作液的快速冲刷来切断电弧 ， 实现间歇性电弧的加工 。用其加工钛合金时的效率可达21494mm3/min。研发出了专用高能脉冲放电铣削电源、数控系统、伺服驱动系统和数控机床本体等，研制出其五轴联动数控机床。采用该技术装备重新编制工艺规程，研制出新型涡轮排气装置，及时有效解决了火箭芯级发动机的关键零部件的制造难题，为国家重点战略的推行做出了重要贡 献，相关事迹被中国青年报、学习强国等报道。

       技术特点及技术指标：

       针对航空航天、军工和高端海洋油气装备关键零部件中常用的高温合金、钛合金和金属陶瓷等难切削材料零部件加工，构建了高温合金、钛合金、硬质合金等典型难加工材料的加工工艺数据库，研制出高能脉冲放电高速铣削专用数控机床。与目前常用的加工技术相比，加工效率提高 5-10 倍，加工成本不及原来的 1/10。

       应用领域：

       主要针对航空航天、军工和高端海洋油气装备关键零部件中常用的高温合金、钛合金和金属陶瓷等难切削材料零部件的高速加工制造，也适合于普通金属材料的加工。

       投入需求：

       该成果可以开发针对难加工材料零部件加工制造的专用机床，也可以进行来料加工制造特殊零部件。需求资金大约 1000 万元、场地 300 平米以上，无其他特殊要求。

图1 研发的五轴联动高速放电铣削加工中心 图2 开发的高能脉冲放电铣削数控系统软件

 

 

图3 研制的高能脉冲放电铣削加工电源     图4 开发的高能脉冲放电铣削数控系统硬件

 

 

 

粗加工                                      精加工

图5 加工的航空发动机用整体Inconel718涡轮盘等比例缩小样件：累计加工时 

间32小时，电极成本20元

       专利授权及申请情况：

       授权的代表性国家发明专利如下： 

       1、非导电超硬材料电火花机械复合磨削方法及机床．专利号：ZL 200410023547.X， 授权时间，2009.07.15. 

       2、非导电材料电火花铣削方法．专利号：ZL 200710115053.8，授权时间，2009.07.29. 

       3、非导电材料电火花铣削电极头．专利号：ZL 200710114894.7，授权时间， 2009.05.20. 

       4、非导电材料电火花刨削电极头．专利号：ZL 200710114921.0，授权时间， 2009.07.15. 

       5、调压式节能电火花加工脉冲电源. 专利号：ZL 200510044957.7，授权时间， 2007.12.26. 

       6、油包水型电火花加工工作液．专利号：ZL 200910013752.0，授权时间，2010.12.8. 

       7、电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极．专利号：ZL 200910018932.8， 授权时间，2010.12.29. 

       8、电火花铣削与机械磨削复合加工工具电极．专利号：ZL 200910013753.5，授权 时间，2010.2.29. 

       9、电火花端面铣削工具电极．专利号：ZL 200910016759.8，授权时间，2011.01.19. 

      10、低损耗节能电火花成型加工电源, 授权时间: 2020.08.14, ZL201910585199.1. 

      11 、 电 火 花 成 形 加 工 油 包 水 型 纳 米 工 作 液 , 授 权 时 间 : 2020.11.27, ZL201811469314.0. 

      12、气中高效电火花铣削加工方法, 授权时间: 2018.12.25, ZL201610392051.2.

 

 

 

        成果受资助及获奖情况：

        1、国家自然科学基金面上项目，51275529，绿色高效水基介质电火花成形加工技 术研究，2013-01 至 2016-12； 

        2、国家自然科学基金面上项目，50675225，非导电难加工材料电火花铣削加工技 术及机理研究，2007-1 至 2009-12； 

        3、国家自然科学基金青年项目，51205411，绝缘工程陶瓷高瞬时能量密度放电加 工技术及机理研究，2013-01 至 2015-12； 

        4、军委装备发展部“十三五”装备预研领域基金重点项目，6140923030702，基于机 械-液体耦合***********技术，2018-01 至 2020-12； 

        5、山东省泰山学者特 聘教授资助项目，绿色高效电火花成型加工关键技术及理论 研究， 2011-1 至 2015-12； 

        6、科技部科技人员服务企业行动项目，2009GJC60047，脆性材料放电铣削及超声 辅助复合加工机床研发，2009-6 至 2011-12； 

        7、山东省科技攻关项目，2006GG2204001，绝缘材料电火花铣削技术与机床研究， 2007-1 至 2008-12；术研究，2005-1 至 2007-12； 

        9、山东省自然科学基金项目，ZR2012EEL15，弱导电硬脆材料端面电火花铣磨复 合加工技术及机理研究，2012-12 至 2015-12 

       10、教育部科技进步奖，二等奖，非导电工程陶瓷电火花加工技术研究，2007。

 

 

       技术成熟程度：  ☑形成样机、样品或软件  

       拟合作方式： ☑作价入股