基本信息科学研究科研项目讲授课程论文专著
基本信息


狄士春，男，汉族，1965年生。哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造及其自动化系教授。

先后主持承担国家自然科学基金重点项目、863重点项目以及一批省部级重点项目和多项国际合作项目等。

最新科研成果

新闻标题EDM高速复合铣削技术在航天航空空关键零件生产中获得成功应用

发表时间2015-03-17

在航空航天难加工材料如高温镍基合金、钛合金和铝基碳化硅复合材料加工中，获得重大突破，成功解决了航空发动机机匣和整体涡轮盘的加工难题，效率超过25000mm³/min，相比常规机械铣削加工，实现更高的加工效率和低廉的加工成本的目标，成功攻克了航空发动机的制造难题。


新闻标题机器人技术在大面积微弧氧化处理中获得成功应用

发表时间2016-06-17

大面积表面处理一直是微弧氧化技术的面临的难题，已成为该技术需要突破的瓶颈关键技术。采用机器人技术通过轨迹数控扫描方法，成功攻克了大面积微弧氧化的难题。



新闻标题基于机器人的电动汽车自动充电系统

发表时间2016-07-01

目前传统的充电方式采用充电站或在城市不同区域设置电动汽车充电桩，充电过程完全依赖人工操作，自动化程度低，尤其对于分时租赁的电动汽车更是如此。该项目采用机器人实现电动汽车自动充电，无人化全自动操作并能大幅度降低充电站的管理成本。，极大地提高分时租赁的用车体验和操作安全性。并且电动汽车自动充电可与其他自动化设施相结合，例如自动泊车、自动清洁等，形成完善的电动汽车自动化服务体系，充分实现智能化。 该项目团队急需优秀硕士生和优秀博士生加入，主要研究课题侧重机器人、自动充电、智能立体车库。



工作经历
时间工作经历
1989-目前哈尔滨工业大学机电工程学院教授、博士生导师


教育经历
1982-1986年：毕业于大连铁道学院获得工学学士学位1987-1989年：毕业于哈尔滨工业大学获得工学硕士学位1992-1995年：毕业于哈尔滨工业大学获得工学博士学位


学术兼职
中国机械工程学会电加工分会副主任委员

研究领域
1、微细电加工

2、电加工控制与应用

3、特种加工新方法与应用研究

4、微弧氧化

发明专利
1. 循环叠加斩波式节能电火花加工脉冲电源

2. 具有放电间隙吸收电路的高频大功率微弧氧化脉冲电源

3. 钢铁表面微弧氧化处理方法

4. 铝合金表面无疏松层微弧氧化陶瓷膜及其制备方法

5. 一种铝合金不粘锅涂层的制备方法

6. 以淡水为溶剂的微弧氧化处理工艺

7. 铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法

8. 集成式仿生蠕动微驱动装置



科研成果
在电加工控制系统这个研究方向上，结合国家自然科学基金重点项目、国防课题和横向课题的研究，所完成的电加工机床脉冲电源和控制系统，各项性能指标已经达到国际先进水平，并针对火箭发动机带冠整体涡轮盘加工的难题，攻克了6轴联动电火花加工数控系统和CAD/CAM系统等关键技术，打破了国外先进发达国家在尖端国防技术领域一直对我国的封锁。同时该项研究成果已成功应用到国产各型号系列产品中，使国产电加工机床拥有了我国自主知识产权的核心技术，不再受制于国外的垄断。结合这项研究工作，培养博士生4名，硕士生12名，发表相应学术论文20余篇，其中被SCI收录1篇，国外学术期刊1篇。申请发明专利1项。

在微细电火花加工技术这个研究方向上，尤其是微细线切割技术，结合国家自然科学基金重点项目、国防课题和横向课题的研究，在国内外首次提出并实现了具有电极丝循环往复式恒张力走丝系统的微细电火花慢走丝线切割机床，不仅在理论上同时在工程上也是创新性的突破。利用该技术可以实现最小切割尺度为30μm以上的微细零件，从而解决了微型机械和微小武器装备中的微细复杂零件以及微小模具加工的难题。目前，这项技术已经成功应用到纺织行业化纤喷丝板的加工中。由于该项技术在国内外的领先优势，吸引了香港中文大学就钟表微小齿轮模具的加工难题与我们合作研究。结合这项研究工作，培养博士生2名，硕士生4名，发表相应的学术论文30余篇，其中被SCI收录1篇，被EI收录3篇，一级学术期刊1篇，国外学术期刊3篇。

在特种加工新方法与应用这个研究方向上，通过与GE公司的合作，并研制了大功率ECDM脉冲电源，从而在国内外创新性实现了难加工材料的高速ECDM铣削加工，不仅加工效率比常规金属数控铣削高，而加工成本却很低。同时，结合国家自然科学基金项目和863课题的研究，还开展了金属材料表面陶瓷化处理技术的研究和探索，并取得了国际先进水平的一些新突破，如钢铁表面原位陶瓷化处理技术和铝基合金表面无疏松层硬质陶瓷膜处理技术等。结合这项研究工作，培养硕士生2名，发表相应的学术论文20余篇，申请发明专利5项。
近年来主要科研成果有：(1) MD21系列三轴数控电火花加工机床；(2) MD22系列快走丝线切割机床；(3) MD23系列多轴数控电火花成形加工机；(4) MD25系列慢走丝线切割机床； （5）微细电火花线切割加工机床及其相关技术；(6) 航空发动机涡轮盘ECDM高效铣削系统；(7)高效节能微弧氧化脉冲电源及其成套技术。

目前在微弧氧化技术领域取得了多项突破性技术成果。获得了多项发明专利，解决了微弧氧化技术的应用瓶颈问题，成功地实现了技术成果的产业化。现已研发了大、中、小各种功率型号的微弧氧化电源，填补了国内自主研发生产大功率微弧氧化电源空白；并利用自己生产的电源，在工艺应用技术方面，不仅很快的追赶上国际发展水平，而且取得了多项突破性进展，并达到国际领先水平，填补了该技术领域的多项国内外空白。成功的解决了铝、镁及其合金表面微弧氧化陶瓷膜疏松层问题，已形成一套在铝、镁及其合金表面原位快速生长无疏松层的微弧氧化陶瓷膜系列技术。该系列技术的主要特征在于高效节能（与同行业水平相比节能60%以上）、绿色环保无污染，符合国家未来的产业方向。利用这一系列技术，现已初步形成微弧氧化表面处理规模生产水平。


高效EDM装备及工艺研究
航空航天器零件中有很多难加工材料如构成整体涡轮的高温镍基合金、构成整体涡轮盘的钛合金和铝基碳化硅等，这些材料采用常规的加工手段如数控车、铣等极难加工甚至无法加工。本课题采用EDM高效离子弧放数控EDM铣削技术，可以实现超过20000mm²/min的去除效率，达到常规加工方法10倍以上的加工效率，而成本却远低于常规加工方法。从而突破了常规加工的瓶颈难题，为航空航天中难加工材料的加工开辟了一条新的途径，目前，该项目已应用于航空航天器中。

研究内容：

1）EDM数控铣削装备的研究，包括机床设计、脉冲电源系统的研制。具体涉及机械设计、机床电控系统如PLC编程、数控技术、电子技术、电力

电子技术、计算机硬件接口和软件设计等。

2）EDM铣削工艺的研究，包括智能工艺数据库、铣削轨迹路径规划和工具电极损耗补偿技术等。

3）EDM粗加工与常规方法精加工的工艺策略规划研究，EDM高速铣削主要完成粗加工，由常规方法实现精加工的工艺策略，但应精确规划各工序

工步的合理加工余量、粗糙度以及加工时间等。



微弧氧化系统研究
微弧氧化技术作为世界范围内最前沿表面改性高新技术，以其绿色环保的优势，得到国内外表面处理行业的高度重视并竞相发展，该技术是近年来表面处理技术中最具发展前景的一项新兴技术，存在巨大的市场空间和极其广泛的应用前景。但该技术目前存在耗能高、产能低的缺点，已经成为其发展的最大障碍，导致其至今仍无法面向工业化大批量生产中推广应用，该项目已应用于航天器、导弹和舰船等的关键零件处理中。

近年来，国内外都在围绕微弧氧化工艺和工作液配方开展研究，取得了很多成果，但并没有根本解决微弧氧化技术中存在的高耗能和低产能的问题。而微弧氧化电源是微弧氧化表面处理技术中的关键核心部分，是解决微弧氧化表面处理技术中存在的高能耗和低产能的唯一途径。

研究内容：

1）微弧氧化工艺，涉及化学、电化学、物理学和电工学方面知识；

2）微弧氧化电源，设计涉及电子、电力电子、计算机接口、嵌入式计算机技术等知识。

3）陶瓷发动机研究，采用微弧氧化技术对铝合金发动机汽缸内壁进行陶瓷处理，达到提高发动机性能指标的目的。

4）纺织配件应用，采用微弧氧化技术对铝合金表面的纺织配件零件进行陶瓷处理，获得高耐磨性能，提高零件使用寿命。

5）机器人及其二次开发相关技术

电动汽车自动充电

项目名称基于机器人的电动汽车自动充电系统

项目来源横向

开始时间2016-01-01

结束时间2019-12-30

项目经费￥5500,000

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态进行中

讲授课程
特种加工技术 简介: 该课程是一门拓宽学生机械设计制造及自动化专业知识面，培养学生辩证思维能力及创新意识的专业限选课。其主要目的是：培养学生科学研究
和解决工程问题的辩 证思维方法和勇于打破陈规的创新意识；拓宽学生在传统的机械加工方法以外的特种加工方法的知识，为学生的机械结构的

设计、工艺方法的选择和工艺过程的编排 及解决特殊加工难题提供更加广阔的思维和选择空间；培养和考察学生对物理、化学、电工技术、自动

控制和机械设计制造等学科知识的综合运用能力；掌握特种加 工方法的特点和适用范围，重点掌握电火花加工和电火花线切割加工的基本原理、

工艺特点和工艺规律，掌握电化学加工基本原理、工艺特点及应用、了解激光加工 和超声加工的原理及应用。 该门课程不仅可以拓宽学生的知识

面，而且具有培养高素质创新人才的深层意义，是对机械制造及设计专业课程十分有益的补充。

先进电火花加工理论与实践 简介: 哈 工大在电火花加工这个方向上，经过几代人的耕耘和努力，取得了丰富的成果和先进经验，并在国内占有领先的地位。通过这门课程可以将这

些宝贵的成果和先进的 技术得以传承并发扬光大，将更能体现哈工大功夫到家的精神。该课程的内容主要以国内外电加工领域的最新技术与我们

多年来积累的成果相融合，以专题形式展 开，如电火花表面改性技术、电火花铣削加工技术、电火花CAD/CAPP/CAM技术 、智能与模糊控制技

术、电火花加工脉冲电源技术、电火花加工数控系统等。为使同学在学习过程中，深入领会并掌握每种技术的精髓，通过自已动手进行针对性的

实验，强化和锻炼学生独立分析问题解决问题的能力。

教学成果
1. 特种加工教材为全国高校规划教材

2. 特种加工课为学校优秀课程

出版物
《特种加工》，机械工业出版社

《先进电加工技术》，国防工业出版社

《机械制造工艺学》，机械工业出版社

论文期刊
1.Analysisofkerfwidthinmicro-WEDM,International Journal of Machine Tools & Manufacture,2009

2.Experimental Study of Kerf Machined by Micro-WEDM,Materials Science Forum,2009

3.Narrow Beam Machining on Micro-WEDM,Advanced Materials Research,2009

4.Influence of the processing parameters on the coating hardness on LD10 A~alloy,Key Engineering Materials,2010

5.Influence of the processing parameters on the coating surface roughness on aluminum alloy,Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2009

6.Influencing factors of surface roughness of MAO ceramic coating on AZ91D,Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2006

7.A micro die fabrication method by using MWEDM，PROCEEDINGS OF THE 1ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON NEW FORMING

TECHNOLOGY ，2005

8.Development of HSPECM set-up and its experiments，TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA ，2005

9. 微细电火花线切割加工关键技术，机械工程学报，2006，42（1），p221-226

10.Development of micro wire electrical discharge machining platform and its application ，Transactions of Nonferrous Metals Society of

China，2005，15（3），p268-273,(SCI IDS Number: 987BT)

11.高频窄脉冲电化学加工正交试验研究，电加工与模具，2005，（5），p19-21

12.节能型电火花加工脉冲电源研究现状及发展趋势，机械工程师，2005，（8），p26-28

13.Study on the servo control system of MWEDM， Journal of Harbin Institute of Technology，2005，12(3)，p245- 249 (Ei：**)

14.新型微能可控的MWEDM脉冲电源，新技术新工艺，2005（5），p11-13

15.Experimental study of MWEDM technology， Journal of Harbin Institute of Technology，2005，12(2)，p119- 123 (Ei：**)

16.微细电火花线切割加工技术的研究，电加工与模具，2005，247，p40-43

17.并联谐振型微细电火花线切割加工脉冲电源，上海交通大学学报，2005，39(1)，p56-60 (Ei：**)

18.电化学加工脉冲电源的研制与实验研究，电加工与模具，2005，（1），p42-44

19.基于均匀设计的微细电火花线切割加工工艺规律研究，电加工与模具，2005，(1)，p12-15

20.A Micro Die Fabrication Method by Using MWEDM. Proceedings of the 1st International conference on New Forming Technology, 2004,159-164. Harbin (SCI IDS Number: BBC25)

21.慢走丝电火花线切割脉冲电源的研究现状及发展趋势，航空精密制造技术，2004，40(6)，p12-1

22.微小齿轮模具的微细电火花线切割加工研究，电加工与模具，2004（6） ，p9-11

23.复杂微小零件的微细电火花线切割加工技术研究，制造技术与机床，2004，（10），p22-26

24.高频窄脉冲微细电解加工实验研究，机械工程师，2004，（7），p40-42

25.平行关节机器人坐标系统的校正，制造技术与机床，2004，（6），p20-22

26.谐振型电火花加工脉冲电源的研究，电加工与模具，2004，（2），p10-13

27.微细电火花线切割加工技术的研究现状及发展趋势，航空精密制造技术，2004，40（1），p13-15

27.基于异形孔等效放电面积的微细电火花加工技术，中国机械工程，2003，14（22），p1970-1973

28.异形孔的微细超声电火花加工技术研究，微细加工技术，2003，（1），p44-50(Ei：**）

29.低速走丝电火花线切割加工断丝原因分析及处理，电加工与模具，2003，（5），p12-15

30.国外电火花线切割加工技术最新进展，电加工与模具，2003，（3），p12-16

31.微细电火花线切割加工工艺研究，航空精密制造技术，2003，（4），p11-14

32.智能电火花线切割加工自动编程系统研究，电加工与模具，2002，（6），p23-26

33.电火花线切割自动编程系统零件特征模型的研究，电加工与模具，2002，（1），p29-31

34.基于上下位计算机结构的EDT机床监控系统的研究，制造技术与机床，2002，（6），p11-13

35. 微细电火花加工技术的研究进展，中国机械工程2002，13（10），p894-898

36.电火花加工脉冲电源研究现状与发展趋势，航空精密制造技术，2002，38（4），p15-1

37.基于神经网络的电火花加工过程的分类，电加工与模具，2001，（1），p14-16

38.Fabrication Micro Parts with Micro-WEDM. International Conference on Precision Engineering and Micro/Nano Technology in

asia.2005，p566-570，Shenzhen

39.MODEL OF START-STOP CONTROL ON LOW SPEED MOVING International Conference on Precision Engineering and Micro/Nano Technology in Asia. 2005 p193-195 Shenzhen

40.Research of Micro-WEDM Servo Control System. 山东大学学报（工学版）。2004，39：5

41.Study on Micro-WEDM Technology. 山东大学学报 （工学版）。2004，39：4，Jinan

42.Study on Micro-machining by Micro-WEDM. The 1^st IEEE NEMS, 2006,103. Zhuhai

43.Research on Energy Saving EDM Pulsed Power Supply with Cyclically Superimposed Chopper Circuit, 8^th Conference on Machining & Advanced

Manufacturing Technology. 2005，Hangzhou

44.Study on Key Technology of Intricate Micro Parts with MWEDM, The Proceedings of the China Association for Science and Technology. 2005


45.亚微米级孔径微弧氧化膜层工艺研究，稀有金属材料与工程，2007

46.恒流模式加工参数对膜层表面粗糙度的影响，材料保护，2009

47.国内铝合金镁合金微弧氧化技术研究现状，材料保护，2009

48.极脉冲电解加工变截面孔研究[J].兵工学报，2012

49.深小孔脉冲电解加工效率及精度控制研究[J].兵工学报，2012

50.Research of MEDM pulse power based on the non-resonant natural oscillation.AMM.2012

51.基于非共振固有振荡的微细电火花加工脉冲电源的研究 电加工与模具 2012

52.铝合金表面扫描式微弧氧化成膜机理分析，电镀与涂饰. 2012

53.扫描式微弧氧化技术的研究，电加工与模具 2012

54.扫描式微弧氧化铝合金表面成膜效率分析，电加工与模具 2012

55.多孔ZrO₂/HA医用钛合金微弧氧化复合陶瓷膜层生物力学性能研究.稀有金属材料与工程.2012

56.钛合金微弧氧化医用膜层形成机制研究. 腐蚀与防护.2012

57.Fracture mechanics study on porosity zirnocia /hydroxyapatite coating obtained through microarc oxidation on medical titanium alloy surface.

Advanced Materials Research.2012