浙江省重点学科——机械设计制造及其自动化

机械制造及其自动化学科于2003年被评为省级重点扶植学科（浙教高科[2003]37号），于2012年被评为浙江省高校重点学科。

一、本学科主要研究方向

本学科以精密制造与装备技术、数字化设计与制造技术、动力装备及控制技术为主要研究方向，融合机械学、机械动力学、先进制造技术、计算机与信息技术等多学科知识，突出机械制造及其自动化学科优势与特色，强化基础理论研究，注重理论研究与应用研究相结合、科学研究与人才培养相结合，努力提高学科水平，为区域经济建设和社会发展服务。

（一）精密制造与装备技术

  围绕工程实际需要，依托太阳能光伏、硅产业链，面向地方企业开展精密和超精密研磨与抛光的基础理论、工具技术、检测和优化控制技术的科技合作与交流。

1.精密切磨抛技术与装备研究——面向精密轴承制造行业

套圈滚道和滚动体的精密和超精密磨削技术是高精密轴承制造中的关键核心技术。重点解决其滚道工作表面的磨削表面质量、加工精度、加工效率和磨削过程自动化的问题，达到国际先进水平，提高企业的国际市场竞争力。

轴承套圈磨削工艺智能应用系统及软件平台研发。该系统及软件平台将建立磨削工艺数据库。根据具体工艺问题，自动优选合理成熟及优化的工艺方案；获得最佳砂轮轨迹规划方案；建立虚拟磨削环境，实现磨削过程三维实景仿真；最终采用磨削加工自动编程技术将优化的工艺方案及工艺参数组合自动转化为数控加工代码。试磨加工后检测加工误差，并对加工工艺方案进行校验调整，实现轴承套圈磨削过程的准确控制。与滚道超精密磨削装备配套使用，可使轴承套圈磨削加工效率、加工质量和工艺稳定性显著提高。

球体超精密研磨技术与装备研究。为改善浙江省高档轴承精密滚珠研磨加工的精度、表面质量和批一致性。重点研究：新型先进成球技术、研磨专家工艺数据库、研磨盘速度/压力精确过程控制等技术。研制球体超精密加工装备。批量加工的Ø5～60mm滚珠球度达到0.05μm，表面粗糙度达到Ra 0.003μm，批直径变动量达到0.08μm，批一致性高于90%，实现多种材料（钢、陶瓷、硬质合金等）球体的精密高效加工。

2.精密高效切/磨/抛成套数控装备研究——面向光伏、LED照明、电子元器件基片等光电行业

精密高效切/磨/抛成套数控装备广泛应用于LED照明（蓝宝石基片）、光伏（多晶硅）、集成电路（IC硅片）、压电晶体（如石英晶体、铌酸锂、钽酸锂）和压电陶瓷等行业光电元器件基片的超精密加工。目前我国高档切、磨、抛加工装备完全依赖进口。重点研制开发具有我国自主知识产权、达到国际先进水平的光电材料高效精密切/磨/抛关键技术及成套数控装备，打破国外技术垄断。

3.精密复合加工技术与装备研究 ——面向特种难加工材料的精密加工行业

特种精密复合加工技术不受被加工材料的强度、硬度、形状等限制，可实现硬脆材料和复合材料的精密高效加工。重点研制精密复合加工装备。主要研究内容有：硬韧C/C、C/SiC等结构复合材料加工成为急需解决的问题，开发一套集超声波振动切削复合加工技术，为陶瓷导弹天线罩、高速发动机气道等国防工业开辟一条加工复合材料的新途径。

（二）数字化设计与制造技术

主要研究复杂机电产品及其系统装备的智能化、集成化与数字化设计理论与方法，机械系统优化设计、虚拟设计、并行设计与计算机辅助制造技术，对机械装备的优化设计与动力学分析、协同设计、敏捷制造信息集成技术进行了深入研究。

1.数字化产品设计与研发

针对农、林业的采摘和收获机械、机器人等新机械开发为研究开发对象，以省级立项项目和企业实际需求为导向，开展机构综合与分析等机械设计基础理论，数字化建模与仿真、虚拟样机技术、优化技术、有限元分析、机器人设计与控制技术等先进设计技术的研究。

2.智能化、集成化与数字化设计理论与方法

以衢州市机械制造行业为背景，针对风动机械系列产品、系统和装备设计中的矛盾、对立和冲突问题，开展可拓设计理论与方法的应用研究，形成面向数字化、智能化、集成化的可拓设计软件产品和应用工具，提出可拓概念设计、可拓配置设计、可拓进化设计、可拓实例推理、可拓优化设计、可拓聚类分析、可拓设计知识挖掘、菱形思维设计、产品族适应性设计、绿色设计冲突问题消解方法等。

3.数控技术与装备自动化

以数控加工技术和数控加工装备研发为导向，以3DCAD/CAM/CAPP/CN等数字化设计与制造技术为手段，研究现代制造业中产品数字化制造的基础理论、数控应用技术和数控加工装备研发。

（三）动力装备及控制技术

本研究方向主要开展流体动力学、非牛顿流体力学、微流体力学、多相流和空化理论、涡结构及流场控制理论等基础研究，以及流动可视化与流场仿真、流体振动及噪声控制、流体输送与计量技术、水液压技术等应用基础研究，研发高效节能的流体机械与装置、流体检测与计量仪器、低噪声液压元件，以及凿岩机组、螺杆式空压机、开凿装载机、潜孔钻车等空气动力装备。

1.流体机械内部流动及其性能的研究

研究水力机械内部的流动规律和特性；水力机械过流部件对流动损失的影响；内部流动可视化与流场仿真；流体振动及噪声控制；研究污水泵内固体颗粒、纤维的流动规律，提高水力机械过流部件的水力性能，抗空蚀、耐磨蚀性能；对离心泵进行优化设计，研制出高性能的离心泵。

2.特殊泵的理论及设计

  研究泵内流动理论；研究特殊用途泵的设计理论及设计方法；研究过流部件对泵性能的影响及性能预测的理论；流场的数值模拟；特种设计软件的开发。

3.风力机空气动力学的研究

风力机空气动力特性的研究；风力机流场分析；风力机结构动力学分析及风力机空气动力设计方法研究。

4.空气动力装备的理论及设计

研究螺杆式空压机、开凿装载机、潜孔钻车、凿岩机组等空气动力装备的设计理论及设计方法；空压机内部三维流动的数值模拟；空压机的气动优化设计方法的研究；掘进机械的CAD设计系统的开发研究。

二、本学科特色及发展前景

（一）以省级科研项目为依托开展研究工作，研究的起点较高。本学科成员目前主持了省基金项目2项、省科技厅科技项目1项、市科技项目7项，已完成省基金项目2项，省科技厅项目1项，市科技局项目3项等。

（二）本学科成员的技术创新能力和科研项目开发能力较高，研究基础较好，成员具备了科学研究出成果的潜质。近几年来研究所成员取得多项科研成果奖、发表一级期刊论文、专利等科研成果，获省高校科研成果三等奖3项，一级期刊论文或EI论文20多篇，授权专利和计算机软件著作权等5项，申请发明专利3项。

（三）学科团队成员的学历学位较高，职称和年龄结构合理。成员中有教授4人、副教授8人，是一支具有较高层次研究学历，学缘结构良好，老、中、青结合的科学研究队伍，具备了研究课题的连续性和持久性，为科研立项和出成果打下基础。

（四）本学科以机械工程学院的“数控技术校内实训基地“、“机电工程训练中心”和“机械基础实验教学中心”的实验室和实验设备为实验手段和场地，能很好地开展理论和技术的实验验证、技术测试和样机制作等研究工作。