【文章內(nèi)容簡介】 為降低成本，更方便快捷地為用戶服務(wù)，直接向客戶提供成品葉片，紅原與本項目承擔(dān)單位某某航空科技有限公司合作，委托某某航空科技有限公司在閻良當(dāng)?shù)貙θ~片進(jìn)行精加工。按紅原航空鍛鑄工業(yè)公司承擔(dān)的汽輪機葉片任務(wù)分析，2022 年生產(chǎn)葉片毛坯 萬件，總產(chǎn)值 億元，用戶需求成品葉片占總量的40%左右，而葉片精加工價值與毛坯價值基本相同。作為紅原航空鍛鑄工業(yè)公司的戰(zhàn)略合作單位，本項目承擔(dān)單位僅加工該公司的葉片毛坯就可實現(xiàn)年產(chǎn)值 4800 萬元，并存在進(jìn)一步擴展的空間。⑶國內(nèi)其他民用機械葉片14除航空發(fā)動機葉片和汽輪機葉片以外，煙機、鼓風(fēng)機、壓氣機等葉片市場也十分可觀。⑷國際航空發(fā)動機葉片紅原航空鍛鑄工業(yè)公司與國際著名發(fā)動機廠家（如：美國波音、英國羅羅、法國宇航、日本東芝、德國西門子等公司）已有的合作基礎(chǔ)，獲得國外航空發(fā)動機廠家的生產(chǎn)許可認(rèn)證。本項目承擔(dān)單位借助紅原航空鍛鑄工業(yè)公司已經(jīng)與羅羅公司進(jìn)行接觸，洽談合作意向，今后承擔(dān)國際航空發(fā)動機葉片的精加工業(yè)務(wù)。綜上所述，不考慮國內(nèi)其他民用機械葉片和國際航空發(fā)動機葉片的精加工業(yè)務(wù)，本項目承擔(dān)單位在國內(nèi)航空發(fā)動機葉片和國內(nèi)汽輪機葉片的年產(chǎn)值為 7200 萬，考慮到生產(chǎn)線建立之初的產(chǎn)能限制，按照完成 4500 萬的產(chǎn)值計算，并按照 2500 元/葉片平均加工費核算，本項目建成后正常年可達(dá)到年加工 萬片葉片精加工能力。進(jìn)入市場方式對于汽輪機葉片精加工市場，借助紅原航空鍛鑄工業(yè)公司的行業(yè)基礎(chǔ)和西北工業(yè)大學(xué)的技術(shù)支持，項目承擔(dān)單位生產(chǎn)線建成后直接投入生產(chǎn)。啟動產(chǎn)品主要為 851 mm1200 mm的汽輪機葉片。由于航空發(fā)動機葉片精加工技術(shù)門檻高，故企業(yè)擬采取先易后難（先靜葉片、后動葉片，先低溫葉片、后高溫葉片，先實心葉片、后15空心葉片） 、先國際后國內(nèi)的方式和步驟進(jìn)入市場。所謂“先易后難”是指首先開展不銹鋼（占 1/3）和鈦合金（占 2/3）靜葉片的精加工，2 至 3 年后，再生產(chǎn)高溫合金葉片和動葉片，達(dá)到以加工航空葉片為主的專業(yè)化企業(yè)的目標(biāo)。所謂“先國際后國內(nèi)”是指借助紅原航空鍛鑄工業(yè)公司與國際著名發(fā)動機廠家（如：美國波音、英國羅羅、法國宇航、日本東芝、德國西門子等公司）已有的合作基礎(chǔ)，獲得國外航空發(fā)動機廠家的生產(chǎn)許可認(rèn)證，目前某某航空科技有限公司已經(jīng)與羅羅公司進(jìn)行接觸，洽談合作意向。 與國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項總體思路、原則、目標(biāo)等關(guān)聯(lián)情況本項目結(jié)合航空發(fā)動機葉片數(shù)字化生產(chǎn)線的具體工程需求，以圍繞葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線的基礎(chǔ)管理平臺，制定優(yōu)化的制造流程，建立數(shù)字化信息集成平臺，集成制造單元技術(shù)等方面指導(dǎo)項目實施。一方面解決航空發(fā)動機葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線建設(shè)的主要技術(shù)問題，形成解決航空發(fā)動機研制和生產(chǎn)的專業(yè)化葉片精加工配套企業(yè)；另一方面逐步將生產(chǎn)線應(yīng)用到其它葉片產(chǎn)品，如汽輪機等產(chǎn)品的葉片精加工中。本項目的實施符合國家相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。 符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2022－2020 年） 》的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2022－2020 年） 》中把16制造業(yè)列為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)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(shù)基礎(chǔ)薄弱，創(chuàng)新能力不強；產(chǎn)品以低端為主；制造過程資源、能源消耗大，污染嚴(yán)重等問題。重點扶持和發(fā)展用高新技術(shù)（如數(shù)字化和智能化設(shè)計制造）改造和提升制造業(yè)，大力推進(jìn)制造業(yè)信息化，積極發(fā)展基礎(chǔ)原材料，大幅度提高產(chǎn)品檔次、技術(shù)含量和附加值，全面提升制造業(yè)整體技術(shù)水平，為軍工行業(yè)配套關(guān)鍵材料及工程化等。本項目在產(chǎn)業(yè)方向上符合該規(guī)劃綱要的規(guī)定。 符合國家相關(guān)發(fā)展規(guī)劃“十一五”期間，依據(jù)《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863 計劃）“十一五”發(fā)展綱要》 ，863 計劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域以瞄準(zhǔn)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前沿，結(jié)合國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的重大需求，從提高設(shè)計、制造和集成能力入手，研究先進(jìn)制造的關(guān)鍵技術(shù)、單元產(chǎn)品與集成系統(tǒng)為指導(dǎo)思想。以推進(jìn)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(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造制造業(yè)，整體提升我國先進(jìn)制造技術(shù)的研發(fā)水平、自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化為主要目標(biāo)。本項目在技術(shù)路線上符合該發(fā)展規(guī)劃的規(guī)定。17第二章 項目的技術(shù)基礎(chǔ) 成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況本項目產(chǎn)品根據(jù)業(yè)主需求及要求，生產(chǎn)加工技術(shù)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(shù)和西北工業(yè)大學(xué)授權(quán)使用的研究成果。2022 年 4 月 9 日， “弧線形葉片銑削工藝”已向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專利，申請?zhí)枮?（詳見附件） 。專利權(quán)人為本項目承擔(dān)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(shù)、葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線等技術(shù)方面，該公司與西北工業(yè)大學(xué)簽訂了合作協(xié)議（詳見附件） ，以西北工業(yè)大學(xué)為技術(shù)依托，利用其在該領(lǐng)域所取得的技術(shù)成果指導(dǎo)項目生產(chǎn)線的建立和運營。西北工業(yè)大學(xué)在該領(lǐng)域的技術(shù)及成果如下：面向 PLM 的快速工藝準(zhǔn)備技術(shù)。航空發(fā)動機協(xié)同設(shè)計制造技術(shù)應(yīng)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(shù)。飛機數(shù)字化工藝設(shè)計與數(shù)字化制造技術(shù)。航空工藝設(shè)計與制造軟件工程化技術(shù)。飛機結(jié)構(gòu)件 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) ?；谥R的工藝研究與開發(fā)技術(shù)。18基于三維 CAD 的集成化 CAPP 系統(tǒng)?；谥R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(shù)；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(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用，國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書，國防科簽字[2022]第 55 號。基于微機環(huán)境的集成化 CAPP 應(yīng)用框架與開發(fā)平臺（CAPPFramework） ，科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書，陜科簽字[2022]第081 號 。集成化 CAPP 應(yīng)用框架與開發(fā)平臺 CAPPFramework，陜西科學(xué)技術(shù)獎，一等獎，2022－2022 年度。數(shù)控刀具智能化 CAPP 系統(tǒng)，航空科技進(jìn)步獎，三等獎，1998 年度。飛機結(jié)構(gòu)件 FACAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，航空科技進(jìn)步獎，二等獎，1996 年度?；谥R的 CAPP 開發(fā)平臺，計算機軟件著作權(quán)，2022SR04507?；趪a(chǎn) DBMS 的工藝信息系統(tǒng)，計算機軟件著作權(quán)，2022SR11384。網(wǎng)絡(luò)化 CAPP 系統(tǒng)，計算機軟件著作權(quán)，2022SR12580。19基于 WebService 的 CAPP 集成系統(tǒng)，計算機軟件著作權(quán)，2022110 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(xué)賈曉亮博士及公司管理與技術(shù)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(shè)計、數(shù)控程序的設(shè)計、數(shù)字化測試技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)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(shè)備，開展葉片精加工業(yè)務(wù)，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(shè)計，并已生產(chǎn)出合格的汽輪機葉片產(chǎn)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(chǎn)許可證。 工藝技術(shù)方案 技術(shù)目標(biāo)本項目的技術(shù)目標(biāo)是為航空發(fā)動機葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線提供一套完整的技術(shù)方案，包括：20建設(shè)一條葉片精加工數(shù)字化制造生產(chǎn)線。項目研究結(jié)合葉片精加工生產(chǎn)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(chǎn)的瓶頸問題。圍繞“制造流程重組、生產(chǎn)過程管理、信息集成平臺、制造單元技術(shù)”四個方面展開。 “制造流程重組”研究引入精益管理思想和國內(nèi)外葉片生產(chǎn)線實踐經(jīng)驗；“生產(chǎn)過程管理”研究為葉片生產(chǎn)線生產(chǎn)運行提供物理集成平臺；“信息集成平臺”解決葉片生產(chǎn)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(shù)瓶頸；“制造單元技術(shù)”解決葉片在數(shù)字化工藝、高質(zhì)高效加工技術(shù)和檢測方面的技術(shù)瓶頸。突破“葉片精加工制造流程設(shè)計與數(shù)字化定義、葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線先進(jìn)生產(chǎn)布局規(guī)劃、葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線生產(chǎn)過程管理技術(shù)研究、葉片零件數(shù)字化工藝技術(shù)、葉片零件制造檢測一體化技術(shù)”等五項關(guān)鍵技術(shù)。突破航空發(fā)動機葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線建設(shè)的主要技術(shù)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(chǎn)線建設(shè)提供一套完整的技術(shù)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(zhuǎn)子葉片和定子葉片。就其工作特性又可分為風(fēng)扇葉片、壓氣機葉片、渦輪葉片。由于其在發(fā)動機內(nèi)的位置不同和工作狀態(tài)不同又有其不同的技術(shù)要求和制造工藝。21轉(zhuǎn)子風(fēng)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(fēng)扇葉片空氣流量較大，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(shè)備和制模技術(shù)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(dá)到設(shè)計要求的效率和壽命，其葉身仍需進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行葉片本身固有頻率的測定，以免工作時產(chǎn)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(shè)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22主要的工藝路線如下：23 主要技術(shù)方案本項目的主要技術(shù)方案包括：基于先進(jìn)精益管理思想、先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)和葉片先進(jìn)制造工藝集成的技術(shù)方案由于本項目是一個工程化和技術(shù)上多學(xué)科融合的項目，因此葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線是一種基于先進(jìn)的精益管理思想、先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)和葉片類零件先進(jìn)制造工藝融合的技術(shù)解決方案，其包括：制造流程重組：葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線制造流程重組以精益思想為指導(dǎo)，以新廠房和生產(chǎn)線布局規(guī)劃建設(shè)、數(shù)字化制造流程設(shè)計為特征。并借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究成果及行業(yè)最佳實踐，結(jié)合國內(nèi)航空發(fā)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24動機生產(chǎn)制造的現(xiàn)狀、規(guī)劃和可能的發(fā)展方向，確保該生產(chǎn)線技術(shù)水平為先進(jìn)的數(shù)字化精益生產(chǎn)線。生產(chǎn)過程管理：基于制造流程重組所提供的生產(chǎn)運行物理平臺，以及通過先進(jìn)工業(yè)布線所提供的網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境，以產(chǎn)品條碼應(yīng)用為信息采集手段，軟件為基礎(chǔ)管理平臺；實現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同條件下的生產(chǎn)運行動態(tài)管理、生產(chǎn)過程實時監(jiān)控。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(biāo)來進(jìn)行軟件系統(tǒng)定制開發(fā)。制造單元技術(shù)：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(dǎo)引，基于 UG NX 進(jìn)行專用軟件開發(fā)；數(shù)字化工藝以高效高質(zhì)低成本制造工藝流程為主線，以數(shù)字化工藝流程設(shè)計和發(fā)放、制造檢測一體化為特征，基于西北工業(yè)大學(xué)CAPPFramework 軟件面向葉片進(jìn)行定制開發(fā)和實施。充分考慮葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線建設(shè)不同階段技術(shù)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(chǎn)線與廠房規(guī)劃建設(shè)階段：主要解決一些共性的、基礎(chǔ)性的問題；第二階段為生產(chǎn)線試運行和設(shè)備調(diào)試、軟件調(diào)試階段：主要解決25生產(chǎn)線運行中一些棘手的、必需的問題；第三階段為生產(chǎn)線正式運行與微調(diào)階段：主要開展確保生產(chǎn)線高效、柔性、穩(wěn)態(tài)、按節(jié)拍運行的技術(shù)研究，將項目積累的所有技術(shù)應(yīng)用于葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線的運行中。項目實施采取高起點、快速建設(shè)、快速應(yīng)用的方法在數(shù)字化流程設(shè)計與生產(chǎn)線規(guī)劃建設(shè)方面，廣泛與國內(nèi)外知名廠商合作，確保吸收國內(nèi)外的技術(shù)積累和本項目的較高技術(shù)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(jìn)性和實用性，優(yōu)先采用國際上最先進(jìn)的商用軟件系統(tǒng)；在制造單元技術(shù)的軟件開發(fā)方面，結(jié)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。 技術(shù)或工藝特點以及與現(xiàn)有技術(shù)或工藝比較所具有的優(yōu)勢本項目采用先進(jìn)的管理思想、先進(jìn)的數(shù)字化手段和先進(jìn)的制造工藝，面向航空發(fā)動機葉片的精加工，建設(shè)數(shù)字化生產(chǎn)線，實施數(shù)字化管理，建立先進(jìn)的生產(chǎn)與管理模式。本項目生產(chǎn)線技術(shù)起點高，工藝先進(jìn)，不僅可以提高葉片加工精度和質(zhì)量，而且可以大大提高工作效率。葉片尖部、根部、榫頭、緣板、進(jìn)、排氣邊緣、阻尼臺等部分都26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