【文章內容簡介】 將生產線 應用 到其它葉片產品，如汽輪機等產品的葉片精加工中。本項目的實施符合國家相關的產業(yè)政策。 符合《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（ 2020－ 2020 年）》的產業(yè)發(fā)展方向 《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（ 2020－ 2020 年）》中把制造業(yè)列為國民經(jīng)濟的支柱產業(yè)。明確指出我國是世界制造大國，但還不是制造強國 。存在 制造技術基礎薄弱，創(chuàng)新能力不強；產品以低端為主；制造過程資源、能源消耗大，污染嚴重等問題。重點扶持和發(fā)展用高新技術（如數(shù)字化和智能化設計制造）改造和提升制造業(yè)，大力推進制造業(yè)信息化 ，積極發(fā)展基礎原材料，大幅度提高產品檔次、技術含量和附加值，全面提升制造業(yè)整體技術水平，為軍工行業(yè)配套關鍵材料及工程化等。本項目在產業(yè)方向上符合該規(guī)劃綱要的規(guī)定。 符合國家相關發(fā)展規(guī)劃 “ 十一五”期間，依據(jù)《國家高技術研究發(fā)展計劃（ 863 計劃）“十一五”發(fā)展綱要》， 863 計劃先進制造技術領域以瞄準先進制造技術發(fā)展的前沿，結合國民經(jīng)濟和國防建設的重大需求，從提高設計、制造和集成能力入手，研究先進制造的關鍵技術、單元產品與集成系統(tǒng)為指導思想。以推進制造業(yè)信息化、自動化，發(fā)展節(jié)能、降耗、環(huán)保、高效制造業(yè)，用高新技術和先進適用技術改造制造業(yè)，整體提升我國先進制造技術的研發(fā)水平、自主創(chuàng)新能力和產業(yè)化為主要目標。本項目在技術路線上符合該發(fā)展規(guī)劃的規(guī)定。 13 第二章 項目的技術基礎 成果來源及知識產權情況 本項目產品根據(jù)業(yè)主需求及要求，生產加工技術采用 某某 航空科技有限公司自主研發(fā)的“弧線形葉片銑削工藝” 技術和西北工業(yè)大學授權使用的研究成果 。 2020 年 4 月 9 日，“弧線形葉片銑削工藝” 已向 國家知識產權局 申請 發(fā)明專利 ，申請 號為 （ 詳見附件 ）。 專利權人為本項目承擔單位 某某 航空科技有限 公司。 在葉片 精加工數(shù)控加工技術、葉片數(shù)字化精加工生產線等技術方面，該公司與西北工業(yè)大學簽訂 了 合作協(xié)議 （詳見附件） ，以西北工業(yè)大學為技術依托，利用其在該領域所取得的技術成果指導項目生產線的建立和運營。西北工業(yè)大學在該領域的技術及成果如下： 面向 PLM 的快速工藝準備技術 。 航空發(fā)動機協(xié)同設計制造技術應用 。 基于 STEPNC 的 CNC 系統(tǒng)與 面向 高速加工的航空數(shù)控加工技術 。 飛機數(shù)字化工藝設計與數(shù)字化制造技術 。 航空工藝設計與制造軟件工程化技術 。 飛機結構件 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)應用技術 。 基于知識的工 藝研究與開發(fā)技術 。 基于三維 CAD 的集成化 CAPP 系統(tǒng) 。 基于知識融合的快速工藝決策系統(tǒng)研究和開發(fā) 。 CAPP 系統(tǒng)及其制造數(shù)據(jù)管理技術； CAPP與數(shù)字化制造 管理軟件 — CAPPFramework； 飛機制造工藝信息系統(tǒng)關鍵技術研究及工程應用，國防科學技術工業(yè)委員會科學技術成果鑒定證書，國防科簽字 [2020]第 55 號 。 14 基于微機環(huán)境的集成化 CAPP 應用框架與開發(fā)平臺（ CAPPFramework），科學技術成果鑒定證書，陜科簽字 [2020]第 081號 。 集成化 CAPP應用框架與開發(fā)平臺 CAPPFramework，陜西科學技術獎，一等獎， 2020－ 2020 年度 。 數(shù)控刀具智能化 CAPP 系統(tǒng)，航空科技進步獎，三等獎， 1998 年度 。 飛機結構件 FACAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)開發(fā)與應用，航空科技進步獎，二等獎， 1996 年度 。 基于知識的 CAPP 開發(fā)平臺，計算機軟件著作權， 2020SR04507。 基于國產 DBMS 的工藝信息系統(tǒng)，計算機軟件著作權， 2020SR11384。 網(wǎng)絡化 CAPP系統(tǒng)，計算機軟件著作權， 2020SR12580。 基于 WebService 的 CAPP 集 成系統(tǒng)，計算 機軟件著作 權，2020200 已完成的研究開發(fā)工作 該公司從成立起就定位于葉片的 數(shù)字化 精加工，聘請原 中國一航 某某 航空發(fā)動機公司（ 430 廠）副總經(jīng)理 、 研究員級高工 、 享受政府特殊津貼的專家陳知立 先生 任公司總工程師 ， 成立了由陳知立先生牽頭， 西北工業(yè)大學 賈曉亮博士及 公司 管理 與技術 人員張彥林、李巖 、田錫天 等參加的課題組， 開 展葉片加工工藝的研究設計、數(shù)控程序的設計、數(shù)字化測試技術、數(shù)字化管理技術等研究開發(fā)工作。 截至目前， 該公司 已購置和租用一批葉片數(shù)字化加工設備，開展葉片精加工業(yè)務，現(xiàn) 已完成 XX型號航空發(fā)動機葉片和 8511200 mm汽 輪機葉片的加工工藝設計， 并 已生產出合格的汽輪機葉片產品和航空發(fā)動機葉片試制品。其中汽輪機葉片已由 紅原航空鍛鑄工業(yè)公司 交付用戶使用， 實現(xiàn) 加工 收入 975 萬元。 航空發(fā)動機葉片已經(jīng)通過 430 廠測試，并正在申請新時代公司軍品生產許可證。 15 工藝技術方案 技術目標 本項目的技術目標 是 為航空發(fā)動機葉片 數(shù)字化 精加工生產線提供一套完整的技術 方案 ，包括： 建設一條葉片精加工數(shù)字化制造生產線。項目研究結合葉片精加工生產線的具體工程需求展開，為配套企業(yè)航空發(fā)動機葉片制造提供支持，解決 發(fā)動機 葉片精加工生產的瓶頸 問題。 圍繞“制造流程重組、生產過程管理、信息集成平臺、制造單元技術”四個方面展開?！爸圃炝鞒讨亟M”研究引入精益管理思想和國內外葉片生產線實踐經(jīng)驗；“生產過程管理”研究為葉片生產線生產運行提供物理集成平臺；“信息集成平臺”解決葉片生產線的制造過程數(shù)據(jù)集成和協(xié)同數(shù)據(jù)交換的技術瓶頸；“制造單元技術”解決葉片在數(shù)字化工藝、高質高效加工技術和檢測方面的技術瓶頸。 突破“葉片精加工制造流程設計與數(shù)字化定義、葉片數(shù)字化精加工生產線先進生產布局規(guī)劃、葉片數(shù)字化精加工生產線生產過程管理技術研究、葉片零件數(shù)字化工藝技 術、葉片零件制造檢測一體化技術”等五項關鍵技術。突破航空發(fā)動機 葉片 數(shù)字化精加工生產線建設的主要技術瓶頸環(huán)節(jié)，為航空發(fā)動機葉片數(shù)字化 協(xié)同制造生產線建設提供一套完整的技術解決方案。 工藝方案 航空發(fā)動機葉片按使用功能可分為轉子葉片和定子葉片。就其工作特性又可分為風扇葉片、壓氣機葉片、渦輪葉片。由于其在發(fā)動機內的位置不同和工作狀態(tài)不同又有其不同的技術要求和制造工藝。 轉子風扇葉片和壓氣機葉片在發(fā)動機前部，溫度相對較低，為減輕發(fā)動機重量，因此多用鋁合金及鈦合金做成。但由于風扇葉片空氣流量 16 較大，多做成大扭 角、寬葉展而且較長，為增強其長度，則又在其中部增加了阻尼臺，防止了高撓度振動及高頻振動對葉片的損傷。高壓壓氣機葉片相 對則小些，但對較高級別的壓氣機，由于氣體壓縮溫度的提高，又改用 不銹鋼材料以保持其在高溫情況下的強度。為保證有較高的抗疲勞性和強度，這些葉片多以鍛造為主。隨著鍛壓設備和制模技術的發(fā)展，這些葉片現(xiàn)多以模鍛或精鍛毛料加工而成。對模鍛葉片，葉身型面為確保達到設計要求的效率和壽命，其葉身仍需進行精加工，以保證其氣動所需的葉型和表面光潔度，以最大限度降低高諧振動的疲勞源。此外兩種毛料的葉片均需進行葉片安裝 邊的加工，以 保證能 完整地安裝在盤上或機匝上。有些葉片還需要進行葉冠的加工。這些加工都有特殊要求，尺寸 既要有較高的一致性，使其能有好的互換性，還要有好的整體性。某些要求高的葉片還要進行葉片本身固有頻率的測定，以免工作時產生共振而破壞葉片。這些要求對葉片都提出了較高的機械加工工藝及設備要求。 葉片型面加工主要用機械加工方法通過數(shù)控銑床或靠模銑床（即仿型銑床）完成。 針對不同型號的航空發(fā)動機葉片和汽輪機葉片，精加工工藝會有區(qū)別，一般的葉片精加工工藝都有幾十道工序，其一般主要的工藝路線如下： 17 主要技術方案 本項目的主要技術方案包括： 基于先進精益管理思想、先進數(shù)字化技術和葉片先進制造工藝集成的技術方案 由于本 項目是一個工程化和技術上多學科融合的項目，因此葉片數(shù)字化精加工生產線是一種基于先進的精益管理思想、先進的數(shù)字化技術和葉片類零件先進制造工藝融合的技術解決方案，其包括： 制造流程重組： 葉片數(shù)字化精加工生產線制造流程重組以精益思想為指導，以新廠房和生產線布局規(guī)劃建設、數(shù)字化制造流程設計為特征。并借鑒國內外相關研究成果及行業(yè)最佳實踐，結合國內航空發(fā)動機生產制造的現(xiàn)狀、規(guī)劃和可能的發(fā)展 方向，確保該生產線技術水平為先進的數(shù)字化精益生產線。 生產過程管理： 基于制造流程重組所提供的生產運行物理平臺，以及通過先進工業(yè)布線所提供的網(wǎng)絡運行環(huán)境，以產品條碼應用為信息采集手段，軟件為基礎管理平臺；實現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同條件下的生產運行動態(tài)管理、生產過程實時監(jiān)控。 毛坯檢查 打磨定位 銑粗加工定位面 磨面定位 葉根粗加工 葉尖粗加工 型面粗加工 型面精加工 拉削粗加工 葉 根 精加工 葉尖精加工 拉削精加工 型面拋光（修刀花） 鉗 修 交檢入庫 18 信息集成平臺： 基于制造流程重組數(shù)字化制造流程所提供的信息集成方案，以 CAD/CAPP/CAM/MES/CAT 集成為特征，以制造協(xié)同基本目標來進行軟件系統(tǒng)定制開發(fā)。 制造單元技術： 基于制造流程重組所提供的制造工藝流程，以數(shù)字化條件下葉片工藝優(yōu)化為導引， 基于 UG NX 進行專用軟件開發(fā)；數(shù)字化工藝以高效高質低成本制造工藝流程為主線，以數(shù)字化工藝流程設計和發(fā)放、制造檢測一體化為特征，基于西北工業(yè)大學 CAPPFramework 軟件面向葉片進行定制開發(fā)和實施。 充分考慮葉片數(shù)字化精加工生產線建設不同階段技術需求的差異性，采 取 分步驟、分階段的方法 實施 第一階段為生產線與廠房規(guī)劃建設階段：主要解決一些共性的、基礎性的問題； 第二階段為生產線試運行和設備調試、軟件調試階段：主要解決生產線運行中一些棘手的、必需的問題； 第三階段為生產線正式運行與微調階段：主要開展確保 生產線高效、柔性、穩(wěn)態(tài)、按節(jié)拍運行的技術研究，將項目積累的所有技術應用于葉片數(shù)字化精加工生產線的運行中。 項目實施采取高起點、快速建設、快速應用的方法 在數(shù)字化流程設計與生產線規(guī)劃建設方面，廣泛與國內外知名廠商合作，確保吸收國內外的技術積累和本項目的較高技術起點； 在軟 件選型方面 ，以成熟軟件 為主，以自 行開發(fā)為輔 ，在CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)方面，為了確保系統(tǒng)的先進性和實用性，優(yōu)先采用國際上最先進的商用軟件系統(tǒng)； 在制造單元技術的軟件開發(fā)方面，結合企業(yè)需求采取定制開發(fā)方式與高校、公司等協(xié)作完成。 19 技術或工藝特點以及與現(xiàn)有技術或工藝比較所具有的優(yōu)勢 本項目采用先進的管理思想、先進的數(shù)字化手段和先進的制造工藝，面向航空發(fā)動機葉片的精加工，建設數(shù)字化生產線，實施數(shù)字化管理，建立先進的生產與管理模式。本項目生產線技術起點高，工藝先進，不僅可以提高葉片加工精度和質量，而且可以大大提高工作效率。 葉片尖部、根部、榫頭、緣板、進、排氣邊緣、阻尼臺等部分都留有加工裕量，需要在機械加工車間加工到最后尺寸。葉片榫頭加工采用立式高速拉床或直 接用加工中心 加工。 壓氣機工作葉片榫頭有銷釘式或燕尾型兩種，有的葉片頂端有“Ｔ”型安裝方臺，下部有矩形安裝板與內緣板聯(lián)接在一起，有釬焊聯(lián)接，也有膠接。葉片表面要進行濕吹砂處理 ， 以提高其抗疲勞性能。有的葉片表面采用各種涂層，以增加其表面耐腐蝕耐高溫及耐久性，并提高其封嚴效果。涂漆層種類多，所用設備也略有差別。本項目生產技術所選主要設備及功能如下： 數(shù)控銑床： 用于粗、精銑， 包括 進、排氣邊或阻尼臺上下表面 ，及徑 向園弧； 拉削設備： 用于粗、精拉削葉片榫頭； 磨床： 磨削葉片緣板精加工及葉片相鄰面； 外園磨床： 磨削葉片外??； 五坐標（四坐標） 加工中心： 用于葉片園弧葉根的加工； 邊緣投影儀： 葉片進排 氣邊緣的投影檢測； 光學跟蹤測量儀： 用于檢測葉片型面輪廓度，及最后精拋完成型面的檢測； 砂帶拋光機： 用于拋光葉片型面； 電腦標刻機： 用于標刻葉片零件號及批次號； 20 濕吹砂機： 拋光后濕吹砂以提高葉片的抗疲勞性能； 企業(yè)認證 2020 年 10月 22 日 ， 某某 航空科技有限 公司 獲得了 某某 市科學技術局 頒發(fā) 的 高 新 技術企業(yè) 證書 （證書號 0761101B0195） （詳見附件） 。 后續(xù)產品研發(fā)及企業(yè)可持續(xù)發(fā)展 本項目承擔單位首先從面向陜西省的葉片制造配套開始，以 航空發(fā)動機葉片精加工為基礎，從 汽輪機葉片 精加工 起步，建成 葉片精加工專業(yè)化生產線，開展各種型號航空發(fā)動機葉片和汽輪機葉片的數(shù)字化精加工業(yè)務，建成國內一流的葉片精加工高技術含量的專業(yè)化企業(yè)，并且隨著業(yè)務的進一步開展，將不斷擴大業(yè)務范圍，面向全國和國際轉包擴大業(yè)務范圍，增加生產 項目 ，保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 21 第三章 項目建設方案 產品方案及建設規(guī)模 根據(jù)產品市場分析，結合企業(yè)實際情況，確定本項目建成后正常年可達到年加工 萬片精鍛葉片的能力。 設備選型 設備選型的原則 技術先進、可靠且經(jīng)濟合理； 與項目建設規(guī)模、產品方案和工藝技 術方案相適應，滿足