专题推进 | “工业母机”专题研讨会在重庆成功举办

工业母机 | 精研齿轮技艺 共赴绿色制造

——“工业母机”专题研讨会在重庆成功举办

2025年11月1日，为更好地推进“工业母机”专题工作，搭建产学研用平台，由机床杂志社主办，通用技术集团机床工程研究院有限公司（以下简称“通用技术机床研究院”）、中国机械工程学会生产工程分会、高端装备机械传动全国重点实验室、重庆大学机械与运载工程学院、数控机床产业技术创新战略联盟承办的“工业母机”专题研讨会在重庆成功举办。

重庆大学党委常务副书记王时龙教授、科学技术发展研究院院长曹华军教授，通用技术机床研究院副院长樊立新、黄祖广，机床研究院技术专家、《制造技术与机床》第六届编委会主任黄正华，大连理工大学机械工程学院孙玉文教授，华中科技大学机械科学与工程学院副院长许剑锋教授，山东大学机械工程学院院长万熠教授，西北工业大学机电学院万敏教授，中南大学机电工程学院航空齿轮精准设计制造研究所所长唐进元教授、周元生教授，西南交通大学机械工程学院副院长丁国富教授，合肥工业大学卓越工程师学院执行院长黄海鸿教授，哈尔滨理工大学机械动力工程学院院长岳彩旭教授，南京航空航天大学机电学院郝秀清教授，广东工业大学机电工程学院吴世雄教授，青岛理工大学机械与汽车工程学院张彦彬教授等，以及来自高校、企业及科研院所的100余位业内人士参加了本次专题研讨会。

开幕式由曹华军教授主持，王时龙、樊立新分别代表承办方、主办方致辞。

王时龙致辞

王时龙在致辞中指出，工业母机是关乎国家安全和发展的战略性、基础性产业。面对全球制造业格局的深刻变革，突破高端工业母机技术瓶颈、实现科技自立自强，已成为我国建设制造强国的战略选择。重庆大学作为“双一流”建设高校，其机械工程学科拥有95年的深厚积淀，在高性能机械传动、绿色智能制造等方向形成了特色优势。为响应国家战略，重庆大学成立了工业母机创新研究院，已获得8000平米用地，该研究院牵头建设高端齿轮和磨削机床正向升级平台，联合重庆机床、秦川机床等企业共建基地，旨在汇聚产学研力量，为行业提供坚实技术支撑。

樊立新致辞

樊立新在致辞中指出，工业母机作为“制造之母”，是整个工业体系的基石。当前，每一次技术革新，都推动着工业母机向高端化、智能化、绿色化等不断跃进，引领着全球制造业格局的深刻变革。通用技术集团自2018年以来，聚焦三大主业，在先进制造与技术服务板块重组国内骨干机床企业，成立了机床产业子集团及机床工程研究院，构建了完整的产业布局。目前，集团机床板块整体规模全国第一、世界前十，产品线涵盖了我国金属加工机床产品种类的80%以上。通用技术机床研究院作为研发主体，承担国家级研发与人才培养使命，设多地分院，并与多所高校共建联合研究院和实验室。重庆作为我国重要的先进制造业集群核心区，每一条产业链的稳健运转，始终离不开工业母机的坚实支撑。本次研讨会围绕“齿轮加工”与“绿色化”展开，既是对产业痛点的精准回应，也是对工业母机未来发展方向的深度探索。

黄祖广作主旨报告

主旨报告环节，王时龙作了关于高性能蜗杆涡轮传动设计制造方面的报告。黄祖广作《机床杂志社：学术传承 产业共筑》报告。习近平总书记高度重视工业母机产业发展，多次作出重要指示批示，发表重要讲话。学术期刊是开展学术研究交流的重要平台，是传播思想文化的重要阵地，加强学术期刊建设也是当前的重要认知。《制造技术与机床》创刊74年来，背靠机床行业，面向机电工业，为提高并反映我国制造技术水平服务‌。他重点介绍了机床杂志社当前正在开展的“工业母机”专题工作。自今年1月1日启动以来，陆续组建了16个客编团队，同时推出“机床记忆”“期刊里的中国机床”等栏目，从学术、行业两条线推进该专题工作。在16个专题组中，“齿轮加工”专题组由重庆大学王时龙教授担任客座主编，重庆大学王四宝教授、天津一机床柴宝连正高级工程师、广西大学莫帅教授、中南大学周元生教授担任客座编辑；“绿色化”专题组由重庆大学曹华军教授担任客座主编，合肥工业大学黄海鸿教授、哈尔滨理工大学岳彩旭教授、广东工业大学郑李娟教授、青岛理工大学张彦彬教授、通用技术机床研究院标准技术研究所薛瑞娟所长、重庆大学张金研究员担任客座编辑。在16个专题组的积极支持下，该项工作正在有序推进，其中已出版“增材制造”专题，“齿轮加工”和“绿色化”专题也已完成组稿工作；同时，“机床记忆”“期刊里的中国机床”也同步在《制造技术与机床》和机床杂志社微信公众号上推出，获得了行业较好的反响。

曹华军主持

随后，“工业母机—齿轮加工”和“工业母机—绿色化”分论坛同时举行。分别由重庆大学机械与运载工程学院王四宝教授、李聪波教授主持。

“工业母机—齿轮加工”报告环节由6位专家围绕各自研究领域以及最新研究成果组成。

《大型复杂薄壁构件适应性高效精密加工技术研究进展》

大连理工大学 孙玉文 教授

聚焦航空发动机机匣、整体叶盘等大型弱刚性零件的加工难题，系统展示了“运动规划-稳定性提升-在线监控-磨抛精整”全链条解决方案。首先，提出面向通用五轴机床的“自适应前向递推进给率分段规划”策略，将几何、驱动和轮廓误差并行约束，以满足高精度、高效率数控加工需求。其次，针对薄壁加工稳定性提升与在线监控，提出基于泛函宗量离散寻根策略的薄壁件铣削加工动态响应高效分析方法，实现了对刀齿跳动、多重再生、啮合损失等切削过程非线性现象准确刻画。最后，针对复杂曲面自适应性磨抛加工，进行了大尺寸结构件双机器人加工稳定性验证实验，铣削过程无颤振，铣削后表面无振纹、表面完整性良好，突破了弱刚性结构件双机器人加工稳定性控制的难题，为工业母机高端化提供了可复制的工程范式。

《表面离子注入改性辅助超精密切削研究》

华中科技大学 许剑锋 教授

针对高光学透过率的蓝宝石等难加工材料的高精度低损伤超精密制造难题，他提出基于离子注入的能场辅助超精密切削技术，即采用离子注入实现表面改性和塑性提升，并通过基于原位激光和椭圆振动的能场辅助切削实现蓝宝石高精度低损伤塑性域去除。报告系统介绍了蓝宝石晶体切削损伤机理、离子注入蓝宝石表面改性机制以及蓝宝石改性表面塑性切削研究，构建了成熟稳定的原位能场振动辅助超精密制造研发平台，形成能场辅助“切削理论-工艺-技术-装备”完整创新链，实现了复杂功能微结构模具亚纳米级精度制造，为硬脆材料超精密制造提供了低损伤、高效率的工业母机升级路径。

《山东省工业母机发展与山东大学相关研究现状》

山东大学 万熠 教授

他指出工业母机是装备制造业的核心，是国家重大战略发展规划。我国产业呈“低端混战、中端争夺、高端失守”格局，高端数控系统70%依赖进口，平均故障间隔时间（MTBF）仅约1600h，使用10年期精度保持率不足85%。山东省2024年金属切削机床产量达7.9万台，增速17.5%，高于全国7个百分点，占全国11.3%，出口额连续全国第一。“济南-潍坊-枣庄”集群成群，济南二机床大型数控冲压生产线全球市占率40%，枣庄钻铣床占全国80%。面向国产与进口数控机床“可靠性、稳定性、精度保持性、工艺适应性”的四性不足，山东启动2025—2027年“1131”突破工程：建20家省级以上创新平台，培育1—2家科技领军企业，新增100家高新技术企业，形成20条国产成套产线、50个首台（套）产品，突破10项国际高端产品。山东大学牵头建成“金属成形高端装备国重与先进技术全国重点实验室”和“山东省高端数控机床基础理论与关键技术重点实验室”，在轮廓误差补偿、超精密数控、切削-激光复合五轴机床、六轴四联动电火花数控系统、飞秒激光微孔装备及大型五轴龙门铣车复合中心等方面形成系列成果，为工业母机高端跃升提供“山东方案”。

《航宇薄壁结构切削仿真方法》

西北工业大学 万敏 教授

面向航空航天大型薄壁件高效精密加工难题，提出“建模-求解-工艺优化”一体化技术路线：①构建兼顾端面变形的三维切削动力学模型，引入“动态信息参数”修正，计算效率较传统方法提升80%；②开发降维+不等距时域积分算法，转移矩阵维度缩减50%，整机计算求解速率显著提高得以提升；③针对弱刚度型腔侧壁加工，建立工件-随动支撑耦合动力学建模，设计双边可调辅助支撑装置，可适用于直板和曲面薄壁件；④建立微切削“金属死区与材料弹性回复的静、动态侵入面积”模型，显著改变侵入面积。相关成果已在翼面壁板、舱段等航天薄壁件批量应用。

《螺旋锥齿轮高精度高效率高质量数控磨齿关键技术》

中南大学 唐进元 教授

聚焦航空、机器人减速器等高端装备中最复杂的螺旋锥齿轮曲面，提出“高精度、高效率、高质量”磨齿整体解决方案：①构建磨削力-多体动力学耦合模型，自主研制平面测力仪，实现啮合点力-位变换测量，为国产磨齿机“会诊”优化提供依据；②建立涵盖刀具位姿、几何与热误差的全域误差图谱，形成“几何误差建模-溯源-补偿”闭环体系；③攻克设计制造一体化核心技术，开发出可替代格里森GEMS与克林贝格KIMOS的设计制造软件，实现螺旋锥齿轮设计制造一体化及智能闭环制造；④首创齿面完整性预测模型，可精确计算亚微米级粗糙度与残余应力。报告为高端锥齿轮母机升级提供了可复制、可推广的“三高”技术路径。

《五轴数控加工工艺与装备研究进展》

西南交通大学 丁国富 教授

他系统地介绍了西南交通大学“复杂装备智能制造与工业软件”研发团队的四项核心成果：①自主R-test测量系统，10分钟完成旋转轴误差高精度辨识，打破国外垄断并已实现商品化；②数控机床加工仿真软件EasyCut，内置统一误差模型，已在企业开展测试验证；③数控刀具磨削工艺设计软件eCutter，集成100余种算法，衍生10余款定制版本，装机量30余台；④自研MG05五轴数控沟槽成形磨床累计销售30余台，形成“设计-工艺-装备”闭环。团队累计承担项目百余项，正在向行业推广国产产线软件aDMiS，持续为高端工业母机自主可控提供共性技术支撑。

王四宝主持

“工业母机—绿色化”报告环节由5位专家围绕各自研究领域以及最新研究成果组成。

《复合材料构件模压成形制造装备绿色化关键方法与技术》

合肥工业大学 黄海鸿 教授

他指出，成形制造装备作为核心工业母机，其发展正由单一性能导向加速向绿色化与高性能并重的新质装备转型。面对航空航天、轨道交通、国防军工、新能源汽车等领域对大尺寸复合材料构件“高性能、低能耗”模压制造的迫切需求，当前装备面临三项突出技术挑战：装机功率高、速度平稳性差、成形调平精度不足。针对上述挑战，黄海鸿教授团队提出了三项核心研究内容：①模压成形制造装备高效匹配设计，通过多动力单元变量泵协同匹配设计，解决负载-驱动不匹配问题，实现能量高效利用；②模压成形制造装备高精度速度控制，开发高速快降曲线优化技术，有效抑制高速运行过程中的冲击，提升运动平稳性；③模压成形制造装备高精度同步控制，采用负载口独立四角调平技术，克服偏载条件下的同步控制难题，保障成形精度。最后，报告提到，相关技术已集成应用于长纤维增强复合材料模压成形、湿法模压成形及玻璃钢模压成形等装备中，显著提升了装备能效、控制精度与运行平稳性，为我国高端工业母机的绿色化升级提供了有效技术路径。

《数控加工过程的能耗及碳排放管控研究》

哈尔滨理工大学 岳彩旭 教授

他指出，在“双碳”和低耗生产的战略背景下，机床行业绿色转型的紧迫性与现实挑战。在过程管控方面，构建基于智能算法的能耗预测模型，精准识别“低碳低成本”加工区间，并建立基于信息流-㶲分析的碳排放量化模型，为切削参数优化提供理论依据；在系统层面，开发能耗在线监测平台，初步实现能碳协同管控；在源头节能方面，介绍了自主设计的清洁切削专用刀具，通过优化刀具几何结构，实现加工效率提升与能耗降低。研究成果旨在为切削加工提供从刀具、工艺到系统的全链条节能降碳解决方案，推动数控加工向绿色化、智能化转型升级，助力国家“双碳”战略在制造领域的落地实施。

《功能微结构的激光微铣复合加工技术及装备》

南京航空航天大学 郝秀清 教授

功能微结构是太赫兹雷达、高超飞行器、新型战机等高端装备关键零件核心结构，其形状、尺寸、精度、形貌等决定了应用对象的使役性能。微铣削是加工功能微结构的优势方法，但随着尺度不断缩小和精度不断提高，微铣削尺寸效应凸显，微结构制造在材料难加工、刀具难制备、质量难保证等方面存在严峻挑战。针对上述挑战，提出了系统性解决方案：在材料加工方面，聚焦原理创新，揭示了材料微区调控与高质量表面创成机理，提出了脉冲激光能量场材料微区特性精准调控方法；在刀具制备方面，致力于方法创新，突破了金刚石微铣刀的设计与制备技术；在质量保证方面，推动集成应用，开发了激光-微结构复合加工技术与装备，形成了激光-微铣复合加工工艺。保障三维阵列复杂微结构零件的高效加工，为我国发展新体制雷达等技术提供核心器件支撑。

《高性能零件高质高效绿色加工关键技术及机床》

广东工业大学 吴世雄 教授

围绕“高性能零件高质高效绿色加工关键技术及机床”这一核心目标，吴世雄教授团队构建了从关键技术、核心部件到整机装备的完整研发体系。研究内容不仅涵盖高性能零件加工基础技术与绿色切削工艺，更聚焦于其核心部件的自主开发，并以此为基础，重点研制了超声绿色加工中心、超硬刀具激光加工装备两类核心装备。在关键工艺层面，研究突破了超硬刀具激光加工、关键涂层技术等瓶颈，进而针对硬脆与金属两类高性能材料，开发了专用的绿色生产工艺。最终，通过全技术链的协同创新，形成了“机床-刀具-工艺”一体化解决方案，为实现高性能零件的优质、高效、低碳加工提供了坚实的技术与装备支撑。

《多场赋能纳米润滑剂微量润滑切磨削技术研究》

青岛理工大学 张彦彬 教授

报告指出，在制造业中矿物性切削液的使用已有数百年历史，能够解决切削加工界面强热力耦合作用下的冷却、润滑和排屑等技术难题。然而，这种传统工艺与绿色制造战略背道而驰，造成了巨大的成本压力和严重的环境污染与工人职业健康威胁，准干式（微量润滑）切磨削从制造源头实现了绿色、低碳零件加工，是实现制造工业“绿色化”的必由之路。但微量润滑仍然存在技术瓶颈，刀具-工件的高温高压高速界面传统润滑剂无法满足润滑冷却要求。多场赋能洁净精密制造工艺是实现清洁切削的最有效方法，即通过制备高性能润滑剂提升冷却润滑性能，通过多能场辅助提升润滑剂活性。张彦彬团队前期研究成果包括：①针对植物油易氧化、极压性能不足的技术瓶颈，提出了植物油基润滑剂改性方法与添加剂性能提升策略。②揭示了纳米生物润滑剂的减摩抗磨和强化换热机制，建立了纳米生物润滑剂制备参数、理化特性和加工性能的量化关系，指导纳米生物润滑剂的参数化可控制备。③通过磁场赋能、超声赋能、静电雾化赋能、低温赋能等多能场辅助加工技术，突破了润滑剂雾化牵引浸润可控、热物理特性与减摩换热性能场定量调控关键技术，为冷却润滑增效赋能。

李聪波主持

未来，机床杂志社将扎实推进“工业母机”专题，秉承“走出去”办刊理念，为工业母机的高质量发展搭建更多思想碰撞、智慧交融的平台，在产学研用方面引导行业专家、学者，带动工业母机产业链向高端化、智能化、绿色化方向跃升。

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