【文章內(nèi)容簡介】 的先進熱障涂層技術(shù)。涂層技術(shù)在航空發(fā)動機關鍵零部件的耐磨、高溫防護、隔熱、封嚴以及鈦合金零件的防微動磨損、阻燃等方面起了顯著的作用，應用越來越廣泛。先進的涂層方法主要包括：真空等離子噴涂、層流等離子噴涂、超音速火焰噴涂、電子束物理氣相沉積、化學氣相沉積、真空離子濺射涂層（MAП 爐）等。熱端部件采用熱障涂層以提高結(jié)構(gòu)強度，其中有陶瓷涂層和多層隔熱層。陶瓷熱障涂層需先在零件表面噴涂MCrALY底層以提高結(jié)合強度。多層復合隔熱涂層是在基體金屬表面釬焊一層柔性金屬纖維結(jié)構(gòu)（），可減少冷卻氣流80%。渦輪工作葉片和導向器的隔熱涂層采用低壓等離子噴涂涂敷，也可以采用電子束物理氣相沉積（EBPVD）涂敷。發(fā)動機冷端部件均采用封嚴涂層、耐磨和防腐蝕涂層。6 快速原型/零件制造技術(shù)快速原型（Rapid Prototyping，RP）制造技術(shù)出現(xiàn)于20 世紀90 年代中期，這種基于“離散堆積”原理和增材制造的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能復雜結(jié)構(gòu)金屬零件的無模具、快速、近凈成形，具有高度柔性的制造思想已經(jīng)被企業(yè)界廣泛接受，其應用已從最初的設計原型和測試原型制造向最終產(chǎn)品制造的方向發(fā)展?？焖僭? 零件制造技術(shù)為航空發(fā)動機復雜零件的設計實現(xiàn)實體化提供快速方便的手段，可實現(xiàn)精鑄復雜模具的制造，現(xiàn)在發(fā)展到直接快速成形零件，是一種很有發(fā)展前景的工藝方法。主要方法有：分層實體制造（LOM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、熔化沉積制造（FDM）、三維立體印刷（SLA）和三維焊接法等?？焖僭椭圃旒夹g(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，就成為先進制造技術(shù)和激光加工領域研究的熱點，美國軍方對這項技術(shù)的發(fā)展給予了相當?shù)年P注和支持，在其直接支持下，美國率先將這一先進技術(shù)實用化，目前，F(xiàn)22 和F/A18E/F 上的幾個關鍵零件已經(jīng)采用了TC4 鈦合金激光快速成形件。該技術(shù)能顯著提高疲勞性能，降低成本40%，加工周期僅為傳統(tǒng)工藝的1/5。7 浮壁式火焰筒制造技術(shù)推重比10 一級發(fā)動機渦輪前溫度達到1500℃ ~1700℃。艾利遜公司研究了用Lamilloy 多孔層板加柔性金屬/ 陶瓷制造的浮壁式火焰筒結(jié)構(gòu)。普惠公司研究了用玻璃陶瓷基復合材料制造浮壁式火焰筒結(jié)構(gòu)。F119采用的浮壁式火焰筒結(jié)構(gòu)是用多環(huán)段連接而成。環(huán)段背向火焰一面對流散熱的凸環(huán)，并有縫隙形成冷卻隔熱氣膜，隔熱環(huán)是由浮動片組成，并用螺栓連接在外環(huán)段上。浮動片用精密鑄造而成，而冷卻隔熱環(huán)局部噴涂熱障涂層，以降低部件表面溫度。四、航空發(fā)動機零部件的無損檢測技術(shù)無損檢測技術(shù)能為發(fā)動機產(chǎn)品提供內(nèi)部質(zhì)量信息，既可作為產(chǎn)品評價的依據(jù)，也為工藝分析提供參考信息，是確保發(fā)動機結(jié)構(gòu)高可靠性的重要手段。對于航空發(fā)動機而言，在服役過程中難免會出現(xiàn)一些疲勞裂紋、損傷以及惡劣工作環(huán)境下組織狀態(tài)變化等問題，及時檢測到這些問題對于減少事故、提高零部件的使用壽命有重大意義。常用的檢測技術(shù)有超聲檢測、渦流檢測、工業(yè)CT無損檢測等。無損檢驗技術(shù)發(fā)展的總趨勢仍是速度快，自動化程度高，分辨率高，易于解讀，可靠性高，以及成本低。例如，在傳統(tǒng)的超聲、電磁及聲學檢驗中，廣泛引入移動式自動掃描，綜合應用了多種技術(shù)，出現(xiàn)了自動掃描的超聲、電磁、傳感器系統(tǒng)，聲學激光自動掃描系統(tǒng)。五、面向零件制造過程的專業(yè)化成套制造技術(shù)作為單項數(shù)字化制造技術(shù)的集成，將信息技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合而形成的數(shù)字化生產(chǎn)線技術(shù)的應用成為航空發(fā)動機行業(yè)提高生產(chǎn)質(zhì)量和柔性的關鍵技術(shù)。GE、羅 羅和普惠等主要航空發(fā)動機生產(chǎn)廠商應用數(shù)字化技術(shù)，建成了一系列航空發(fā)動機典型零件自動化生產(chǎn)線，取得了良好的效果。（1）壓氣機葉片精密鍛造生產(chǎn)線目前航空發(fā)動機有33% 的工作量來自于葉片的制造，葉片精鍛生產(chǎn)線是解決葉片制造瓶頸的有效方法之一。生產(chǎn)線由葉片制坯、葉片精鍛成形、葉片型面化銑、葉片熱處理、葉片檢測５條子生產(chǎn)線組成，適合于高溫合金、鈦合金、鋁合金和不銹鋼等材料精鍛葉片的批量生產(chǎn)。（2）渦輪葉片精密鑄造生產(chǎn)線渦輪葉片制造質(zhì)量對航空發(fā)動機的性能有很大影響。由于其結(jié)構(gòu)復雜、制造技術(shù)含量高，其精鑄質(zhì)量和尺寸精度與葉片研制過程中的設計、制造、冶金、化學、制模、爐工等人員密切相關。國外航空發(fā)動機制造公司花費大量資金建立了發(fā)動機渦輪葉片精鑄生產(chǎn)線。（3）壓氣機轉(zhuǎn)子葉片電化學自動化加工生產(chǎn)線該生產(chǎn)線集拉削加工技術(shù)、高精度測量技術(shù)、電化學技術(shù)、電火花加工技術(shù)、機器人技術(shù)以及無損檢測技術(shù)等眾多技術(shù)于一體，其關鍵技術(shù)為360176。電化學加工技術(shù)。首先采用組合的垂直拉床將預切長度的棒材拉削加工出葉片的榫齒，然后利用根部來定位，從葉盆和葉背兩面進行電化學加工，一次完成葉身型面加工。六、以信息化技術(shù)為紐帶，建立數(shù)字化工廠信息化是振興及提升航空發(fā)動機制造業(yè)的必要途徑，必須將專業(yè)的制造技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)相融合，運用先進的信息技術(shù)和現(xiàn)代管理思想，實現(xiàn)航空發(fā)動機設計、試驗、制造、檢測、管理、使用和維護等全過程的自動化、網(wǎng)絡化和智能化。在國外，航空發(fā)動機研制已利用信息化技術(shù)從傳統(tǒng)的大批量制造模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代先進精益制造模式。例如，GE 公司發(fā)動機部GEAE 在1998 年制訂實施了航空發(fā)動機異地協(xié)同設計和制造的增量式發(fā)展規(guī)劃，取得了顯著的效益。羅 羅公司建立了發(fā)動機典型零件的自動化生產(chǎn)線和協(xié)同的計算機工作環(huán)境，實施了并行工程，從整體上增強航空發(fā)動機的研制能力。普惠公司采用集成產(chǎn)品開發(fā)團隊的形式來管理發(fā)動機全生命周期內(nèi)的計劃、流程、技術(shù)、信息等經(jīng)濟技術(shù)活動，建立先進的數(shù)字化工廠。免責聲明：本公眾號所載文章為本公眾號原創(chuàng)或根據(jù)網(wǎng)絡搜集編輯整理，文章版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請跟我們聯(lián)系！文章內(nèi)容為作者個人觀點,并不代表本公眾號贊同或支持其觀點。本公眾號擁有對此聲明的最終解釋權(quán)。第四篇：數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢趙 學 明（廣東工業(yè)大學，廣東 廣州 510006）摘要：現(xiàn)在世界上很多發(fā)達的工業(yè)化國家在生產(chǎn)中廣泛應用數(shù)控機床。隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常強大，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，世界先進技術(shù)的興起和不斷成熟，對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。當今數(shù)控機床正在不斷采用最新成果，朝著高速化、超精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、高可靠性與環(huán)保等方向發(fā)展。關鍵字：數(shù)控機床、技術(shù)、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢引言從20世紀中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設發(fā)展的重要裝備。進入21世紀，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數(shù)控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產(chǎn)加工的需要。1 數(shù)控機床的簡單介紹車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床，數(shù)控機床就是在普通機床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。數(shù)控系統(tǒng)是由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構(gòu)成。目前世界上最大的三家廠商是：日本法拉克、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。從目前來看，我們國家機床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)就在數(shù)控系統(tǒng)。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛才開始，產(chǎn)業(yè)化、質(zhì)量、技術(shù)水平一般，故障率比較高，質(zhì)量精度一般。因此，高檔次的數(shù)控系統(tǒng)全都是依賴進口，每年國家需要在此方面花費大量的外匯。給機床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機床就成了數(shù)控機床。當然，普通機床發(fā)展到數(shù)控機床不只是加裝數(shù)控系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國數(shù)控機床的機遇與挑戰(zhàn)近6年來我國數(shù)控機床產(chǎn)量一直處于持續(xù)地以年均增長超過30％快速發(fā)展，據(jù)初步統(tǒng)計2004年數(shù)控機床的產(chǎn)量為51860臺，％，數(shù)控機床的消費量約70000余臺，同比年增長約30％。數(shù)控機床需求的旺盛也促進了2004年內(nèi)新建的三資和民營機床廠以及數(shù)控機床品種的明顯增加。但是，另一方面進口的數(shù)控機床數(shù)量也在逐年同步增加，而且進口數(shù)控機床的消費額的增長趨勢更快。2004年數(shù)控機床的進口數(shù)量同比年增長30％，而進口消費額的增長卻達52％，從而導致國產(chǎn)數(shù)控機床在國內(nèi)市場消費額中的所占比例已不足30％。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，其主要原因在于國內(nèi)市場對技術(shù)和附加值高的高效精密數(shù)控機床和高性能大重型數(shù)控機床需求增長，要依靠進口解決。大量的高檔數(shù)控機床的進口，主要由于以下三個領域發(fā)展的需求：高新技術(shù)和國防工業(yè)領域；重大基礎裝備制造領域。國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)領域等。因此，對于高速超精密數(shù)控機床，國內(nèi)還是欠缺的，主要依賴進口。但是最近幾年國家也加大了對數(shù)控機床研發(fā)的大力支持。科技部將為數(shù)控機床專項研發(fā)投入2億元，主要圍繞數(shù)控設備支撐技術(shù)和航天、交通、能源等方面需要的超大型超精密加工設備。第一個建立在企業(yè)的數(shù)控機床國家重點實驗室已經(jīng)進入審批階段?？萍疾窟€將組織重大專項研究，在關鍵功能部件等配套技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)上取得核心技術(shù)。國家的政策支持，產(chǎn)業(yè)扶持，這是數(shù)控機床業(yè)的春天，將會促進我國數(shù)控機床朝向世界頂級技術(shù)邁進。3 數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的趨勢高速度與超精度化速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。特別是在超高速切削、超精密加工技術(shù)的實施中，對機床各坐標軸位移速度和定位精度提出了更高的要求；另外，這兩項技術(shù)指標又是相互制約的，也就是說要求位移速度越高，定位精度就越難提高。目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5000～8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達10萬轉(zhuǎn)/分)以上；工作臺的移動速度(進給速度)：在分辨率為l微米時，在100m/min(有的到200m/min)以上，在24m/min以上；自動換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補進給速度達到12m/min。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10um 提高到5um，精密級加工中心則從3～5um，提高到1～1．5um,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0．01um)。2 高可靠性隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡化應用的發(fā)展，數(shù)控機床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機床制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在l6小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P(t)99％以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。我們只對一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為l0：1(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333．3小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于l0萬小時。當前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000小時以上，驅(qū)動裝置達30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標還有差距。多功能化在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下