简介

研究方向

论文及著作

科研项目

简介

李颂华，男，沈阳建筑大学副教授，硕士生导师。1996~2000，沈阳建筑工程学院机械电子工程专业，本科生；2000~2003，沈阳建筑大学机械电子工程专业，硕士研究生；2004~2011，大连理工大学机械制造及其自动化专业，博士研究生。2011年入选辽宁省“百千万人才工程”百人层次，获第八届辽宁青年科技奖“十大英才”称号并入选中国青年科技奖候选人，入选辽宁省优秀人才支持计划。中国机械工程学会会员，机械工业金属切削技术协会切削先进技术研究分会高级会员。主要从事工程陶瓷精密加工技术、高精密陶瓷轴承技术、数控机床主轴系统技术、精密测试与控制技术等方面的研究工作。主持参与国家科技支撑计划、国家自然科学基金、国家“863”计划、国家重点新产品计划、国家火炬计划、省科技攻关重大项目、建设部科技攻关计划等科研课题30余项。创造性的发明了一种高速无内圈式全陶瓷电主轴单元，并成功研制了高精度热压氮化硅陶瓷球轴承、高速大功率陶瓷轴承电主轴和高速无内圈式全陶瓷电主轴系列产品。其中，无内圈式全陶瓷电主轴单元的研制为国内首创，国际上也未见有相关报道，其最高转速达到30000~50000r/min，最大功率达到15~25kW，回转精度≤±0.001mm，其核心零件G3级陶瓷球和P4级陶瓷球轴承已实现低成本批量化生产，解决了数控机床电主轴所要求的高速、高刚度、高精度、长寿命等关键问题。参与研发的异型石材车铣加工中心HTM50200具有高速、高效和高可靠性特点，性能和技术水平达到甚至超过了国际先进水平，并填补了该类产品的国内空白，具有完全自主知识产权，解决了国内石材产业在高附加值异型制品方面的技术瓶颈。相关研究成果获国家、省部级科技奖9项，其中"高速数控机床陶瓷电主轴单元"获2010国家技术发明二等奖、“高精度热压氮化硅陶瓷球轴承”获2005年国家科技进步二等奖。获国家发明专利3项，实用专利3项。出版高水平学术著作1部，在国内外重要期刊上发表论文40余篇，其中被SCI收录5篇、EI收录13篇。与沈阳机床集团、上海材料研究所、洛阳轴研科技股份有限公司、山东博特精工股份有限公司、中科院沈阳自动化所等企事业单位的广泛联系与合作。

研究方向

1.工程陶瓷零件加工制造技术

工程陶瓷材料具有较高弹性模量、较低密度、耐高温、抗腐蚀、高硬度等优点，已在机械、电子、化工、航空航天、生物工程、国防等领域的应用日益广泛，并已逐步成为尖端技术不可缺少的关键材料。然而，由于陶瓷材料的高硬度和高脆性，使得工程陶瓷零件在加工过程中遇到了许多传统的金属切削、磨削加工过程中所不曾遇到过的难题。工程陶瓷精密加工技术已成为世界各国研究的热点问题之一。本研究方向将重点围绕工程陶瓷零件磨削加工过程中的微观组织演化及其表面材料去除机理、陶瓷材料的可加工性与加工表面完整性、陶瓷零件的低成本、高效、精密加工工艺等基础科学问题以及先进陶瓷材料的工程应用技术等开展研究，着力解决由于陶瓷材料的硬脆性而造成的加工难度大、加工效率低、加工成本高的“瓶颈”技术问题，促使工程陶瓷材料在数控机床关键功能部件以及更多领域得到更广泛的应用。

2.数控机床关键部件系统及控制

以高切削速度、高进给速度、高加工精度为主要特征的高速加工是当代四大先进制造技术之一，发展和应用高速加工技术的前提是必须有性能优良的高档数控机床。高档数控机床最为关键的部件——主轴系统是决定机床高速化和高效率的关键因素。高性能陶瓷电主轴利用高性能结构陶瓷作为主轴和轴承等主要旋转部件的材料，其目的是为了减少主轴单元高速旋转的离心力和惯性力，提高主轴系统的速度、刚度、精度、使用寿命和可靠性，以适应主轴系统高速化和精密化特性，使其更容易满足高速加工对机床“高速度、高精度、高刚度、高可靠性及小振动”的要求。本研究方向将重点围绕高档数控机床所急需的核心功能部件—高性能陶瓷电主轴的设计、制造与运行控制所面临的关键共性问题，揭示陶瓷主轴-轴承系统宏微观动态润滑接触机制与实效机理、多场强作用下的热力学与动力学耦合规律、电磁损耗机理等，发展面向预定性能的控形控性制造方法和控制策略，从而建立高性能陶瓷电主轴设计、制造与运行控制的新原理、新方法和新工艺等，为我国机床工业提供原创性核心技术和若干高性能主轴技术原型。

论文及著作

2005年以来主要论文及论著：

1. 吴玉厚，李颂华. 高速数控机床主轴系统，科学出版社，北京，2011

2. S. H. Li, Y. H. Wu and K. Zhang. Parameter optimization for oil/air lubrication of a high speed ceramic motorized spindle without bearing inner rings. Applied Mechanics and Materials. 2010, vols. 37-38: 839~843

3. S. H. Li, Y. H. Wu and L. X. Zhang. Development and experimental investigation of a high speed grinding spindle equipped with fully-ceramic bearings and ceramic shaft. Advanced Materials Research. 2010, vols. 156-157: 1366~1371

4. S. H. Li, Y. H. Wu. High-efficiency and precision grinding technology of HIPSN all-ceramic bearing race. Key Engineering Materials. 2008, vols. 359-360:108~112

5. S. H. Li, Y. H. Wu. A study on oil/air lubrication and preload of a high frequency fully ceramic motor spindle. IEEE International Workshop on Automatic Control, November 4-6, 2010, Zhengzhou, Henan, China.

6. S. H. Li, Y. H. Wu, K. Zhang. Simulation and investigation of direct torque control for high speed ceramic motorized spindles. Proceedings of the 8th International Conference on Frontiers of Design and Manufacturing, September 23-26, 2008, Tianjin, China.

7. S. H. Li, H. Guo and Y. H. Wu. Experimental investigations of machining characteristics and removal mechanisms of ceramic balls by the cone lapping method. Proceedings of the 8th Asia-Pacific Conference on Materials Processing, June 15-20, 2008, Guilin-Guangzhou, China.

8. Y. H. Wu, S. H. Li, K. Zhang. Lapping machining of high-speed and high-precision ceramic bearing balls ． Key Engineering Materials. 2005, Vol.291-292: 364~365

9. Y. H. Wu, S. H. Li, K. Zhang. Experimental investigations of a high-efficiency grinding technology for HIPSN ceramic bearing race. Current Development in Abrasive Technology Proceedings of the 9th International Symposium on Advances in Abrasive Technology, September 26-29, 2006, Dalian,China.

10. 李颂华，李伟，王贺，吴玉厚. 基于PMAC-PC 的HIPSN 陶瓷套圈高速内圆磨削. 装备制造技术，2007（8）：22~24

11. 张俊萍，李颂华; 吴玉厚．高速磨削用陶瓷轴承电主轴单元的动特性分析．机械设计与研究，2008，24（04）

科研项目

2005年以来主持参与的主要科研项目：

1. 无内圈式全陶瓷电主轴单元关键技术及其动力学特性研究，编号：50975182，国家自然科学基金资助项目，2010.01～2012.12

2. 高性能结构陶瓷的精密加工技术及其应用研究。编号：2008DFA70330，国际科技合作项目，2008.06～2011.12

3. 复合加工中心高速加工异形石材制品动态特性及工艺研究, 编号：2010-K8-11，建设部科技计划，2010.01～2012.12

4. 数控加工中心全陶瓷电主轴单元关键技术及其虚拟样机制造, 编号：JX-200909, 沈阳建筑大学重点实验室开放基金项目，2009.01～2011.12

5. 高速全陶瓷电主轴单元动特性与热特性实验研究，辽宁省自然科学基金，编号：20102186，2011.01～2012.12

6. 大型工业建筑设备安装无脚手架施工装备技术与产业化开发。编号：2008BAJ09B03，“十一五”国家科技支撑计划课题，2008.10～2011.12

7. 高速全陶瓷主轴部件的研制及其工程化应用研究。编号：2006AA03Z533，“十一五”国家高技术研究发展计划，2007.01～2009.12

8. 高速数控机床陶瓷电主轴单元技术的研究。编号：50475167，国家自然科学基金项目，2005.01～2007.12

9. 高速数控机床大功率电主轴单元。编号：2006GH040178，2006 国家“火炬计划”项目，2006.01～2008.12

10. 异型石材多功能数控加工成套设备研究与产业化开发。编号：2006BAJ12B07，“十一五”国家科技支撑计划项目，2006.11～2010.12

11. 高精度热压氮化硅陶瓷轴承。编号：ED650005，国家新产品重点推广计划项目，2006.01～2008.12

12. 高速数控机床陶瓷电主轴单元技术研究。编号：2005220014，辽宁省科技攻关计划项目，2005.01～2007.12

13. 高速数控机床陶瓷主轴单元技术。编号：2006220024，辽宁省科技计划重大项目，2006.01～2008.12

14.工程陶瓷的低成本高效精密磨削技术研究。编号：2007222009，辽宁省科技攻关计划项目，2008.01～2009.12

15. 自动化立体仓库巷道堆跺机最优控制研究。编号：(05-K1-2)，建设部科技攻关项目，2005.06～2007.12

16. 精密数控机床陶瓷电主轴单元技术研究。编号：50416756，沈阳市重点科技攻关项目，2005.01～2006.12

17. 高速无内圈式全陶瓷电主轴单元动力学分析与实验研究。编号：2009T081，辽宁省教育厅创新团队项目，2009.01～2010.12

18. 全陶瓷球轴承的设计及其应用技术研究。编号：JX-200606，沈阳建筑大学重点实验室开放基金项目，2006.07～2008.06