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2025年机床工具专业“机械工业科学技术奖”项目申报及获奖情况分析
发布时间:2025-11-04 09:50:39      来源:


一、项目申报情况

 

2025年度“机械工业科学技术奖”形式审查合格参评项目1385项,其中科技进步奖1285项,技术发明奖100项,分15个专业组。机床工具专业形式审查合格最终参评项目43项,通过网评进入到会评的项目为30项,其中2个项目申报技术发明奖,28个项目申报科技进步奖。

 

2015年至2025年申报机械工业科学技术奖(机床工具专业)参评项目数量情况如下:


2015-2025年机械工业科学技术奖(机床组)参评项目数

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参与评审的项目在行业和专业属性上具有代表面广和覆盖范围宽的特点,30个项目覆盖的专业面包括金切机床、成形机床、铸造机械、生产线及成套设备、数控系统、功能部件和切削刀具等。在项目参与性方面也表现出多元性和代表性,国企、民营企业、专业研究所、大专院校等都有参与。在会评的30个项目中,企业申报以及企业联合高校和科研院所申报21项,占比70%;高校联合企业申报9项,占比30%。


 

二、获奖情况及分析

 

经机械工业科学技术奖机床工具专业评审组评审以及机械工业科学技术奖评审委员会审核批准,申报单位确认,最终确定19个项目获奖。获奖项目中,一等奖2项、二等奖8项、三等奖9项。2015-2025年历年机床工具专业获奖情况见表1,2025年度机械工业科学技术奖机床专业获奖项目见表2。


表1  2015-2025年机床工具专业历年获奖情况

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表2  2025年机械工业科学技术奖(机床工具专业)获奖项目

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2025年度获奖项目呈现以下几个特点:

 

1. 技术分布广泛,核心部件进步显著

 

获奖项目涵盖金属切削技术、金属成形技术、铸造机械、切削刀具、功能部件和自动控制系统五大领域。其中,切削刀具、数控系统与功能部件类项目共计7项,占比37%,反映出我国在机床核心部件领域的持续突破。

 

值得关注的是,功能部件类项目近年来获奖数量逐年提升,如2024年冈田的刀库、2022年洛轴的主轴单元均获得二等奖。在2025年EMO国际机床展上,厦门金鹭、赣州澳克泰、郑钻、凯特、南京工艺、冈田、同飞等国内知名企业集体亮相,标志着中国刀具与功能部件已逐步走向国际市场,具备与国际品牌同台竞技的能力。    

 

2. 技术趋势呈现“四化”特征,支撑关键领域自主化

 

本次获奖项目在技术上集中体现出“智能化、精密化、复合化与自主化”四大趋势。典型案例如下:

 

智能化:“硬质合金刀具高性能制造及服役智能监测与诊断技术”实现刀具故障识别准确率>97%。“新能源汽车一体化压铸底盘高效双五轴加工智能产线研发与应用”实现了基于装备动态变化的生产线智能排程、主轴碰撞缓冲和健康诊断、刀具断刀监控、夹屑检测和自适应加工、生产线的预测性维护及零件加工和装配的全生命周期的数据管理和追溯;

 

精密化:“高性能五轴数控系统及其重大工程应用”达到纳米级(±1nm)运动控制精度;

 

复合化:“功能微结构激光微铣复合加工关键技术及应用”实现Ra<0.06µm超光滑表面;

 

自主化:实现五轴数控系统核心部件100%国产化及一级精度导轨副制造。

 

这些成果广泛应用于航天、航空、新能源等关键领域,有力支撑了重大装备的自主研制。

 

3. 企业创新主体地位突出,产学研协同深化

 

从完成单位来看,企业单独或联合高校、科研院所申报的项目共14项,占比73.7%,充分体现了企业在技术创新中的主体地位。所有项目均采用“产-学-研”联合攻关模式,形成了从技术突破到产业化的完整闭环,推动了高水平科技自立自强。

 

为争取更多的行业创新成果获得表彰机会,还需要行业企业、研究机构、大专院校更加广泛的参与。

 

4. 项目整体质量高,多项技术达国际先进水平

 

2025年申报机械工业科学技术奖(机床工具组)的项目竞争激烈,整体技术水平显著提升。经第三方机构鉴定,大多数获奖项目整体技术水平达到国际先进水平,部分技术实现国际领先。例如:“硬质合金刀具高性能制造及服役智能监测与诊断技术”项目中,多源信号在线与视觉在位相结合的刀具服役状态智能监测诊断技术与装备,以及硬质合金刀具表面区域差异化适配的涂层设计与制备技术,基于超声震荡辅助搅拌混合粉末的超细晶硬质合金晶粒细化-致密化烧结技术等取得了重要创新;“高性能五轴数控系统及其重大工程应用”在电流环频带宽度、弱磁控制比、加工参数自适应等关键指标上有很大突破。

 

综上所述,我国高端制造技术研发紧密围绕国家重大需求与市场应用,国产化替代与产业链自主可控能力持续增强。


 

三、部分获奖项目介绍

 

1.硬质合金刀具高性能制造及服役智能监测与诊断技术

 

荣获技术发明一等奖。由株洲钻石切削刀具股份有限公司、南京理工大学、科德数控股份有限公司、上海航天精密机械研究所、北京卫星制造厂有限公司、中国航发南方工业有限公司共同完成。本项目系统解决了硬质合金刀具领域“基材高硬强韧协同难、涂层与工况匹配难、服役监测预警难”三大瓶颈问题,形成了覆盖硬质合金刀具基材制备、制造与运维全周期的关键技术体系,开发出15个系列100余款精密加工高性能硬质合金刀具,广泛应用于航天、航空、汽车等领域关主件加工,刀具寿命与切削性能达到或部分超越国外同类高端产品。主要技术创新如下:

 

(1)针对基材制备,发明超声震荡辅助搅拌纳米粉末快速混合技术,混合时间缩短至2小时;建立力-电-热耦合场固结模型与烧结策略,开发晶粒细化-致密化协同调控快速烧结技术,总烧结时间缩短至1小时,基材HV30硬度提高至2450,同时保持高强韧性,实现组织与性能可控;

 

(2)在刀具制造方面,构建基于损伤演变的刀具结构优化方法,研制出具视觉在线检测功能的精密五轴工具磨床;提出基于切削单元承载差异的区域化涂层设计与制备技术,实现刃面差异化涂层,显著提升高温合金、钛合金加工中的刀具寿命与工件表面质量;

 

(3)在运维监测领域,发明多源信号实时在线与视觉变频在位相结合的刀具状态监测装备,构建恶劣工况下数据降噪、扩充与质量保障体系,提出物理模型与数据驱动融合的异常识别与预测技术,实现刀具异常漏检率<1%、故障识别准确率>97%、剩余寿命预测准确率>94%。

 

2.高性能五轴数控系统及其重大工程应用

 

荣获科技进步一等奖。由科德数控股份有限公司、清华大学、大连理工大学、西安交通大学、秦川机床工具集团股份公司、重庆机床(集团)有限责任公司、四川普什宁江机床有限公司共同完成。本项目突破了高性能五轴数控系统自主化、精准化与智能化等关键技术,实现了国产五轴数控系统自主可控,并在航空、航天、船舶、汽车等重点领域规模化应用,累计装备1300余台套。主要科技创新包括:

 

(1)构建了自主可控的高性能五轴数控系统全产品链。实现CPU、MCU、FPGA等核心器件100%国产化,研制了覆盖完整的数控装置、伺服驱动及传感装置,开发了高效灵活的数控系统运动控制与逻辑控制软件,支持30余类机床批量应用;

 

(2)突破了高性能五轴联动插补与智能精密控制技术。实现10nm指令下稳态误差波动±1nm的控制精度,建立轮廓误差三阶解析模型,提出多轴协同与伺服增益智能调整方法,显著提升加工精度;

 

(3)开发了工艺牵引的在线监测与智能调控技术。首创原点热漂移误差实时补偿方法,误差降低70.3%,突破主轴热伸长高精度建模与补偿技术,提出加工参数自适应调控方法,实现转子叶尖磨削系统进口替代。

 

3.新能源汽车一体化压铸底盘高效双五轴加工智能产线研发与应用

 

荣获科技进步二等奖。由济南二机床集团有限公司、浙江极氪汽车研究开发有限公司共同完成。本项目在大型一体化压铸底盘零件高效加工与产线建设方面取得多项技术突破,主要创新如下:

 

(1)提出了双五轴“全工序加工”新工艺及“串并联混合”产线布局。实现零件一次装夹完成六面加工,显著减少装夹时间,提高加工精度。基于节拍与装配特征优化产线布局,通过数字化仿真协调工位、人员与机器人负荷,整线节拍达28JPH(件/小时);

 

(2)突破了高动态双五轴龙门加工中心关键技术。正向开发高刚性整体机架、大型直驱翻转工作台及轻量化双摆角铣头,攻克直线电机直驱控制与整机动态优化技术,研制出超高速双五轴龙门加工中心,实现120m/min进给速度、13m/s²加速度及200m/s³加加速度,满足高速高效加工需求;

 

(3)建成了集成智能排产、监控与追溯功能的智能化产线。实现智能排程、主轴与刀具监控、异常检测、预测性维护及全生命周期质量数据管理,提升产线协同与自适应加工能力。

 

4.功能微结构激光微铣复合加工关键技术及应用

 

荣获技术发明二等奖。由南京航空航天大学、中国电子科技集团公司第十二研究所、苏州卡罗伊精密刀具有限公司共同完成。功能微结构是太赫兹雷达、高超飞行器等高端装备的关键核心部件,其加工质量直接决定装备使役性能。微铣削作为主要加工方法,面临尺度减小、精度提升带来的尺寸效应凸显、超硬刀具缺乏等挑战。本项目突破功能微结构制造瓶颈,支撑了多项国家重大任务和装备研制。主要创新如下:

 

(1)提出大长径比金刚石微铣刀设计与制备方法:建立以切削比能为核心的设计理论,发明纳秒-皮秒双类激光及激光复合磨削工艺,实现直径0.04-1.00mm、长径比2.5-10、刃口钝圆半径达120nm的高锋利度系列微铣刀高效制备;

 

(2)发明脉冲激光材料微区精准改性调控方法:通过晶格转化与媒介物化反应实现材料塑性、硬度和强度的微区可控逆转,提升难加工材料可加工性并显著降低刀具磨损;基于自制微铣刀最小切厚效应,阐明微铣表面创成机理,实现近无毛刺、槽底粗糙度Ra<0.06µm的高质量表面;

 

(3)开发激光-微铣复合加工技术及装备:提出激光改性与微铣削匹配控制策略,集成多视觉检测与AI参数优化,研制出集成数控、激光、CAM与视觉识别系统的复合加工机床,实现特征尺寸达50µm的三维阵列复杂微结构高效加工。

 

5.高端数控机床高性能滚动直线导轨副关键技术及应用

 

荣获科技进步二等奖。由广东凯特精密机械有限公司、广东省科学院智能制造研究所、南京理工大学、广东科杰技术股份有限公司、南兴装备股份有限公司共同完成。本项目围绕滚动直线导轨副的精度、刚度与可靠性等关键技术,攻克了设计、制造与测试等核心难题,实现了高性能导轨副的自主可控,并应用于高精度、大切削量、高粉尘等高端数控机床场景。主要创新包括:

 

(1)精度控制与减振技术:提出三角激光阵列测量与三面同步磨削技术,提升滚道型面加工精度;研发油膜阻尼器,减振幅度达63.2%;建立基于绝对角度误差的平行度评价方法,导轨精度达1级;

 

(2)刚度增强与调控技术:提出预紧状态刚度预测与双对数母线滚动体刚性增强技术,解决应力超限与刚度不足问题;实现预紧刚度精确调控,实际刚度与设计目标最大偏差为6.45%,批量生产装配效率提高超过50%;

 

(3)制动与可靠性技术:研制高刚度钳制器,实现高效制动;建立可靠性设计与测试体系,解决了导轨副可靠性评价难的行业难题。

 

6.超细长螺杆转子高精高效制造关键技术及成套装备

 

荣获科技进步二等奖。由沈阳工业大学、重庆大学、北京机械工业自动化研究所有限公司、沈阳工大科技开发有限公司共同完成。螺杆转子是高能效动力传输的核心零部件,发达国家长期对我国封锁先进制造技术,本项目产学研联合攻关,突破了超细长螺杆转子高精高效制造关键技术,研制出成套装备,成果已应用于国内外54家螺旋机械企业。主要创新包括:

 

(1)发明了基于盘铣刀空间包络理论的数控铣削新方法,提出了盘铣刀空间进给轨迹的逆向求解技术,开发了计算机辅助系统,解决了粗加工效率低、精度差的难题;

 

(2)揭示柔性砂带法向等量抛除机理,发明数控连续抛光方法,开发集成数控系统,解决了精加工质量一致性差和效率低问题;

 

(3)提出强反射表面光学扫描检测方法,开发点云重构算法与精度补偿一体化系统,实现了强反射螺杆转子直接光学检测;

 

(4)研制出铣削-抛光-在机测量一体化专用机床,实现超细长螺杆转子加工装备国产化。

 

7.复杂深孔加工关键技术及数控成套装备

 

荣获科技进步二等奖。由德州普利森机床有限公司、齐鲁工业大学、山东普利森集团有限公司、山东省机械设计研究院共同完成。该项目针对HD超大尺寸卵形盲孔、变截面深孔、大型薄壁桶形零件以及高密度分布深孔加工效率低、精度差等瓶颈问题,通过技术创新与装备研发,攻克了多结构深孔复合加工、大深径比孔高效加工、薄壁件高精度内孔加工等行业难题,广泛应用于HD卵形内腔、渐速膛线管、造纸机械用真空伏辊表面高密度分布径向孔等复杂深孔的高效精密制造,并服务航空航天、造纸等重点领域行业龙头企业。核心技术创新主要体现在:

 

(1)提出了分刀递进加工工艺,研制出钻-铰-刮成组成形刀具,解决了卵形深盲孔加工载荷与颤振问题;

 

(2)提出了变截面深孔加工工艺,开发了数控可变径镗头与拉刀,实现了轴向与径向变截面高精度加工;

 

(3)研制出适用于加工卵形内孔、变截面深孔、大型薄壁桶形零件以及高密度分布深孔等系列数控深孔加工成套装备,满足了重点领域关键零件制造需求,推动深孔加工装备自主配套。

 

8.面向大型船用推进器加工的八轴五联动车铣复合机床研制技术及应用

 

荣获科技进步二等奖。由北京北一机床有限责任公司、大连船用推进器有限公司、通用技术齐齐哈尔二机床有限责任公司、北京工业大学、济南二机床集团有限公司共同完成。大型船用推进器是舰船动力系统的核心部件,其制造水平直接影响船舶性能。推进器形状复杂,为满足高效率、低噪声等要求,常规加工难以实现,需依托八轴五联动机床等高端装备。本项目通过关键技术攻关,研发出面向大型船用推进器高性能制造关键技术装备,取得以下创新成果:

 

(1)突破了八轴五联动机床协同设计与原位制造技术,建立正向设计方法,开发了全静压支承系统,实现了超重型机床自主研制;

 

(2)攻克了高精度大扭矩摆角铣头技术,研制叉式摆角结构的B/C、特殊B/A、特殊B/C三种机械式摆角铣头,摆动扭矩达10000Nm,重复定位精度达12″;

 

(3)开发了专用五轴加工后置处理软件系统,实现了加工干涉规避与数控程序自优化,摆角铣头后置处理软件自主研发;

 

(4)提出了复合地基-基础系统健康监测与主动补偿技术,开发了基于光纤光栅的沉降监测系统,保障机床长期精度稳定。

 

9.复杂中空零件多向精密锻造技术装备及应用

 

荣获科技进步二等奖。由湖州机床厂有限公司、湖州师范学院、天津市天锻压力机有限公司、浙江工业大学、宁波三安制阀有限公司、江苏应流机械制造有限责任公司共同完成。多枝丫中空类金属锻件广泛应用于电力装备、石油化工、航空航天、车辆等重点领域,但此类零件普遍存在成形难度大、材料利用率低、运动控制精度不足等问题。本项目围绕复杂中空零件多向精密锻造技术装备及应用,通过产学研联合攻关,获国内外企业广泛应用与认可。实现了以下创新:

 

(1)构建了多枝丫不规则零件锻造压力、温度和流动应力分布关系模型,建立了压力-温度-流动应力关系模型,实现了多轴压力精确调控,大幅提升了材料利用率,钢、铜阀门材料利用率分别提高40%和60%以上;

 

(2)发明了多缸转换柔性控制系统,建立恒流量油泵直驱系统位置主导-压力辅助协同控制方法,创建多冲头恒功率变量油泵直驱系统的时段细分-协同控制策略,研发基于虚拟轴基准的多轴协同精确控制算法,实现了多冲头高低速和负载压力协同控制;

 

(3)开发了大吨位多向载荷的集成式机身结构,研制145MN多向模锻装备,主缸与水平缸工进速度≥100mm/s,同步定位精度±1mm,卸荷时间小于1s,突破了复杂中空件精密成形瓶颈。

 

10.航空航天高强高韧关键构件高质高效加工技术及应用

 

荣获科技进步二等奖。由北京工商大学、北京理工大学、北京卫星制造厂有限公司共同完成。航空航天高强高韧关键构件的高质高效加工是国家重大工程的关键支撑。针对该类构件制造中刀具磨损严重、加工效率低和质量控制难等问题,本项目从钛合金、纤维/颗粒增强复合材料的表面创成机理及调控方法入手,系统研发了专用刀具、成套工艺及装备,显著提升加工质量与效率,形成自主知识产权技术体系。主要创新如下:

 

(1)实现了钛合金和纤维复合材料的表面完整性调控,显著提升表面质量;

 

(2)提出了一体化刀具主动设计方法,开发出系列专用刀具;

 

(3)开发了铣磨复合、搅拌摩擦制备/改性-铣削一体化等新工艺及装备,实现了航空航天领域中关键构件的高质高效加工。

 

来源:协会市场部(沈华红 执笔) 责编:张芳丽

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