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在机械制造领域,“刀具”一词一般被理解为金属切削刀具,也被称为“工业的牙齿”。没有刀具,机械加工用的机床无法使用,也就没有现代化工业,更没有社会的进步。所以刀具在整个人类发展或者说现代工业的发展中发挥着不可替代的作用。

众所周知,黑龙江省是全国重要的装备制造业基地,围绕国家战略性新兴产业对装备制造业的需求,发展高端装备制造业,是黑龙江省现代产业体系建设的重中之重。哈尔滨理工大学成立于1950年,机械制造及其自动化学科是学校的优势学科之一,该学科1994年被评为原机械部部级重点学科,2001年被评为黑龙江省首批省级重点学科。依托于该学科,于二十世纪80年代初,由学校机械制造学科带头人、特聘专家、中青年教师等研究人员组成了“高效切削加工与刀具技术研究团队”(以下简称科研团队)。

为中国装备制造业刀具磨砺“刀锋”,是科研团队40多年来的不变追求。沿着这个方向,几代人年复一年、日复一日,一代又一代,走出了一条不懈努力探索、舍身忘我奉献、精益求精钻研之路。几代人挥洒汗水,为装备制造业研发出先进的“工业的牙齿”。

学校领导与科研团队成员在“李振加教授90寿辰座谈会”上合影

科研团队自形成以来,面向高端刀具研发高地前沿,以国家地方联合工程实验室、教育部重点实验室等高水平科研平台为基地,与中国一重等大型国企共建10余个校企联合实验室、产业研究院、高端重型装备联盟,攻克了企业数百项关键技术难题,形成了团队“工之道,实为本,新为上”的核心发展理念。

科研团队的发展壮大,是一部编年史,其间每一个章节的撰写,都无法脱离深厚的学术和精神传承。科研团队的发展,既饱含探索者的辛勤耕耘和宝贵经验,照亮后来者前行的道路,也浸透了传承者守正创新的进取精神。为中国装备制造业磨砺“刀锋”,是他们40多年来的不变追求。沿着这个方向,他们走出了一条精益求精的钻研之路,形成了科技报国的“刀具精神”,他们的科研精神犹如灯塔。

灯塔的擎灯者 

团队奠基人、在新中国断屑理论与切屑控制技术研究领域(方向)享有“刀王”美誉的李振加教授,在高端刀具行业研发过程中实现了6个第一批、首次或奖项。1977年,他承担的部级攻关课题“重型车刀结构与合理几何参数的研究”,他带领学校教师及原第一重型机械厂等5家企业技术人员进行了5年攻关,在国内采用数理统计方法和结合生产的重型切削试验技术进行槽型开发研究,经300多次试验,研制出我国第一批二维槽型重型可转位卧装刀片,为当时我国应用重型可转位刀具开辟了新路,并获得机械工业部科技进步二等奖。1983年,他在年近50岁时东渡扶桑,到日本横滨国立大学做访问学者。在日本的两年时间里,李振加在世界著名断屑研究权威中山一雄教授研究室从事切屑折断机理的研究工作。1985年回国后,李振加教授率领北理工、成都科技大学、重大等高校科研工作者主持了国家“七五”科技攻关专题“数控车床断屑问题的研究”,开发了我国第一批拥有自主知识产权的三维复杂槽型车刀片,提出系统的切屑折断界限理论,发明了三维复杂槽型精车刀片,并获国家发明四等奖。1996年,他主持了“九五”科技攻关专题“工艺参数优化专家系统的研制”及国家自然科学基金项目“切屑形成与折断过程的虚拟现实”。他的课题组在世界上首次建立了切屑空间运动轨迹数学模型,研究成果“断屑预报系统”被福特公司采用,在福特汽车公司的全球生产制造厂应用,并被中国第一汽车集团公司等9家企业采用。2001年,他连续三次主持国家自然科学基金项目———“三维复杂槽型铣刀片物理场数学模型与槽型优选技术的研究”,首次发明了三维复杂槽型铣刀片,并在国内外首先建立了三维复杂槽型铣刀片铣削力、铣削热数学模型及三维应力场、温度场。2002年,李振加主持的项目“切屑形成与折断的机理、虚拟现实、预报系统及其应用”通过鉴定,专家评价,“该成果处于国际先进水平,其中断屑理论达到国际领先”,当年获中国机械工业科学技术一等奖,并申报了国家科技进步奖。2004年,由李振加课题组负责,自贡硬质合金有限责任公司、中国第一重型机械集团公司、哈尔滨电机厂有限责任公司和哈尔滨量具刃具集团有限责任公司等5家单位联合申报的项目“切屑控制与刀具失效机理的研究、系列产品开发与产业化”,获国家科技进步二等奖。这是以刀具产品为主获得的国家级最高奖励。该项目给国家带来了可观的社会效益,有助于解决三峡水电建设工程、汽车制造、大化工设备、核电站设备等国家重点项目机械加工中的技术难题,并替代进口、节约外汇。

李振加教授曾先后担任黑龙江省刀具协会理事长、中国刀协重型刀具专业委员会副主任等一系列社会职务;获得黑龙江省“科技精英”、黑龙江省“优秀科技人才”、黑龙江省“优秀教师”、哈尔滨理工大学“终身荣誉教授”等荣誉称号。“红色枫叶染尽秋色,夕阳彩霞遍布繁华”是对李振加教授从教生涯的真实写照,他敢为人先、攻坚克难的精神影响着一批又一批“刀具人”,铸就科研团队的“刀具魂”。

灯塔的“燃灯者” 

时光不缀,薪火相传。在从事研发高端刀具漫长的征程中,科研团队在默默奉献、以身“燃灯”。先后涌现出以刘献礼、郑敏利、姜彬、岳彩旭等为代表的学术带头人。

机械工程省级重点学科带头人刘献礼教授,作为学科及团队发展的带头人,他根据黑龙江地区电站装备、重型机械、机床工具、汽车航空航天等行业特点,率先组织学科梯队成员潜心研究金属切削理论与刀具技术。坚持理论与实践相结合,以解决生产实际需求为目标,针对黑龙江省企业生产中技术难题和瓶颈问题进行系统研究,先后完成了国家863重点项目、国家科技重大专项、国家基金及省市科研项目,解决企业生产技术难题,为企业创造了显著的效益,也使哈理工机械制造学科在坚持传统金属切削理论研究及刀具技术开发方面形成了鲜明的科研特色,并在国内外处于领先地位。在新型高效超硬系列刀具产品开发方面,与地方企业长期合作攻关,研制出了一系列用于有色金属和高硬度耐磨材料加工的高效PCD(聚晶金刚石)和PCBN(聚晶立方氮化硼)刀具,科研成果解决了国防产品叶轮(生产率提高、成本降低)、汽车空调关键零件压缩机活塞(替代国外先进刀具)、大型发电机线圈散热孔(比原用刀具提高寿命近百倍)和大型轧钢设备用喷焊导辊(刀具性能与日本刀具相同)等切削加工技术难题,刀具性能及寿命达到国外同类产品水平,处于国内同类产品领先水平,提高了切削加工技术水平、生产效率和承接订货能力,科研成果在中国一重、哈东安等企业应用,创造了较大的经济效益。为了更好地赓续薪火,2018年11月,他组织完成了国内唯一一个以介绍金属切削刀具技术文化为主题的金属切削刀具馆建设。金属切削刀具馆包括切削加工与人类生存的历史渊源、刀具材料、工具技术发展史、金属切削文献收藏以及哈理工先进切削与刀具技术团队科研成果等13个展区,展示品数千件,全面系统地展示金属切削刀具技术的发展历程、社会背景及与技术进步的关系,实物展示与多媒体动态演示交相呼应,实现了科技体验与实物展示的有机结合,并大力弘扬了刀具文化。建成以来,共接待参观团组近百个,参观人员包括领导视察、专业会议代表考察、专程来访、校内外师生参观等数千人,为宣传刀具技术文化和学校学科优势、促进本科生、研究生课程教学、科学研究发挥了重要支撑作用。

“备好每一节课,上好每一堂课,教育好每一个学生”是刘献礼教授恪守的教学理念。他要求研究生毕业要做到十个一,如“申报一个专利,发一篇学术论文,参加一次学术会议,参与一个实际课题,做一次研究工作报告”等。他培养的学生中既有国家级人才、博士生导师,又有企业中高层领导、技术专家,还有获得省优秀硕士研究生论文的学生。他的很多学生已经成为加工制造、航天航空、刀具开发、汽车研发等领域的中坚力量。

刘献礼教授在金属切削理论研究及刀具技术领域是国内知名专家,先后获得国家科技进步奖、国家发明奖及省部级科技进步一、二、三等奖共8项,获得国务院特殊津贴和黑龙江省杰出青年基金。先后获得全国“模范教师”、全国“五一劳动奖章”、黑龙江省高教系统优秀“共产党员”、黑龙江省“模范教师”、黑龙江省“研究生优秀导师”等称号。同时担任中国刀协切削先进技术研究会副理事长,刀具技术协会理事长,黑龙江省高校科技创新团队首席科学家。

机械动力工程学院院长兼高效切削与刀具国家地方联合工程实验室副主任岳彩旭,作为一名青年教师,秉承师长的优良品质和传统。在智能制造的授课过程中,他先后邀请了包括加拿大院士在内的30余位专家学者为学生作讲座,使得学生们开阔了眼界和见识。他积极开展学术和技术交流,2023年度协办切削先进技术研究会(东北区)学术会议和第三届切削仿真与制造技术国际学术会议,有效扩大了学校机械工程学科影响力。先后邀请了美国佐治亚理工学院Steven:Y:Liang教授、南方科技大学融亦鸣教授等7位专家来校交流做学术讲座,并多次受邀到航空工业哈飞、沈阳黎明、沈飞等企业做主题为先进刀具技术和智能制造的讲座。

他发挥基础研究和学科交叉融合的独特优势,稳步提高科研成果转化的效率和质量,通过数字赋能打造智能制造的新亮点成果,努力实现基础研究的创新和重大关键“卡脖子”技术难题有效突破。他带领团队与中航哈东安、哈量等企业签订了多项科研委托合同。带领团队获得工信部专项项目2项和黑龙江省重大科技成果转化项目1项。作为机械工程学科方向带头人,系统凝练和梳理了机械工程学科的优势及发展方向,2023年学院机械工程学科再次入选黑龙江省“双一流”建设学科,软科排名由73名晋升至第49名。针对加工过程共性难题开发的10余款高性能切削刀具、切削状态监控设备和“形—性—用”刀具设计软件,切实解决关键部件高品质加工技术难点,研究成果获中国机械工业技术发明一等奖、中国机械工业科学技术进步二等奖、黑龙江省科技进步二等奖、黑龙江省青年科技奖。

他还先后获得国家级高层次青年人才,龙江学者“青年学者”,黑龙江省“高层次人才”,黑龙江省“青年五四奖章”、黑龙江省“师德先进个人”等称号,还担任中国机械工业金属切削刀具技术协会切削先进技术研究分会全国理事、黑龙江省刀具技术协会副秘书长、中国机械工程学会生产工程分会常务委员等职务。

灯塔的守护人

目前,科研团队建设取得了长足发展,拥有省级领军人才梯队1个、省科技创新团队1个、省研究生优秀导师团队1个、国家级高层次人才1人、龙江学者2人、省级教学名师1人、省杰青1人、省优青3人、享有国务院政府特殊津贴2人。现有教师40余名,其中教授16人,博士生导师15人。每年培养博士生10余名、硕士生70名左右。团队近3年承担国家重点研发计划3项、国家自然科学基金项目15项、省部级项目6项、横向课题项目20项,切实为我省乃至我国装备制造业的发展贡献了智力支持。

经过40年多年的团队和学科建设,先进切削技术与刀具开发团队在先进切削理论及加工控形控性技术、刀具精准设计制造技术等方面取得突破性进展,并保持切屑控制与槽型优化技术国际领先水平,形成先进切削刀具技术优势特色学科品牌,发展成为国内规模最大,具有显著影响力的高水平科技创新团队。团队实验室面积6500平方米,拥有价值5000余万元的科研设备。在科研平台方面,团队建有先进制造智能化技术教育部重点实验室、高效切削及刀具国家地方联合工程实验室等科研平台。在人才培养方面,课题组已形成梯队分明、紧密合作的研究团队,人才结构合理,师资力量雄厚,学术梯队成员学历层次高,富有朝气和创新精神。从最初的8人发展到如今的大团队,学科队伍在研究生培养方面成绩显著,2010年被黑龙江省教育厅评为省研究生优秀导师团队和省高校科技创新团队。随着团队逐渐壮大,全体成员攻坚克难,科研环境和教学体系日臻完善。

获“工人先锋号”荣誉称号

获机械工业科学技术一等奖

在学校2023届学生毕业典礼上,举行了“理工精神薪火相传”仪式。哈尔滨理工大学终身荣誉教授、国务院政府特殊津贴获得者、黑龙江省劳动模范、黑龙江省科技精英、黑龙江省优秀科技人才、90多岁高龄的李振加教授;黑龙江省首届教学名师、五次荣获黑龙江省优秀教师、模范教师称号、80岁的于惠力教授;龙江学者特聘教授、全国模范教师、全国五一劳动奖章和国务院政府特殊津贴获得者刘献礼教授;黑龙江省“五四奖章”、龙江学者“青年学者”、国家级高层次人才获得者岳彩旭教授;校青年“五四奖章获得者”、黑龙江省优秀青年基金获得者刘强教授等5代接续奋斗的“刀具人”与同学们共同完成了“理工精神”薪火相传的仪式。校党委副书记郭加利讲话并为师生们颁发“珩星”。象征着理工精神和理工文化的“珩星”在一代代勤勉的理工人手中接续传递,传过去的是精神,接过来的是责任。一颗“珩星”又分散成多个火炬,象征着学校23万优秀校友,在祖国各地践行“科技报国”的初心和使命,让宝贵的理工精神燎原华夏、薪火相传。

灯塔的奋斗者

科研团队始终坚持社会主义办学方向,坚持为党育人、为国育才的初心与使命。文化建设是团队发展的重要的组成部分,团队始终保持敬业、勤奋、钻研、合作的学术氛围。团队先后组织研究生参观了大庆铁人纪念馆、采油纪念馆、哈工大航天馆、机器人研究所,哈工大博物馆。为了充分发挥劳模工作室的带头示范效应,疫情期间团队带头人率先举办了抗疫公益直播讲座,介绍了切削刀具的发展趋势及刀具创新产品概述,提高了团队的行业学术影响力。

通过加强国际合作与交流,不断吸收和借鉴世界先进技术和管理经验,不断提升团队的创新能力和竞争力。科研团队先后邀请美国、加拿大、英国、日本、白俄罗斯、瑞典及国内包括中国工程院院士、国内知名专家、国家杰出青年基金获得者、长江学者等40余位国内外知名专家学者参观实验室,并举办科研讲座,为学科及团队的发展进言献策。与美国、加拿大等国家建立了良好的科研合作与研究生联合培养关系,特别是与美国佐治亚理工学院Steven:Y.:Liang教授和瑞典皇家理工学院Lihui:Wang建立了科研合作关系,共同承担了国家自然科学基金国际合作重点项目1项,2位专家多次来校交流,极大地丰富了研究生的学术视野,保障了课题研究的前沿性。

同时,团队积极鼓励研究生参加国际学术会议,3年来约有100余名学生参加了不同领域、不同层次的学术会议,开拓了研究生的学术视野。团队坚持产教融合发展,与中国一重、东安集团、哈飞集团、哈电集团、齐重数控、航天科工哈风华等多家国内重点装备制造企业保持着多年良好的科研合作关系,建立了完善的产学研用合作机制,与一汽天奇、齐重数控等多家公司建立培养基地,不定期派学生到企业实习。2023年12月,第二届先进制造智能化技术论坛成功举办,不仅为团队研究生提供先进制造技术最新发展的交流平台,而且促进团队在高端装备制造业中的学术影响力。

第二届先进制造智能化论坛会议现场

谈到团队的未来,岳彩旭表示,我们要不断提升团队的创新能力和竞争力。在教育培养方面,团队将继续注重学生的全面发展,不仅培养他们的科研能力,更注重培养他们的创新思维、团队合作精神和社会责任感,使他们逐渐成长为具备国际竞争力的高素质人才。同时,团队也将继续加强与企业的合作与交流,深入了解市场需求,紧密结合实际,不断优化研究方向和内容,推动科研成果的转化应用,为我省制造业的转型升级提供更多的技术支撑和智力支持。

浪遏飞舟,奋楫争先。科研团队将继续秉承“工之道,实为本,新为上”的创新发展理念,不断探索切削刀具领域的新知识、新技术。在科技创新的道路上,继续发扬“敢为人先,勇攀高峰”的精神,勇于探索,敢于创新,立足龙江,辐射全国,跻身国际科技前沿。在推动黑龙江省制造业由大变强、由传统发展转向精细化、智能化的方向上发挥模范作用,以更加昂扬的姿态迈入新的征程,为实现龙江制造的强国梦想贡献更大的力量。

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