【文章內(nèi)容簡介】 等公司 ） 已有 的合作基礎(chǔ)，獲得國外航空發(fā)動機(jī)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(xiàng)總體思路、原則、目標(biāo)等關(guān)聯(lián)情況 本項(xiàng)目結(jié)合航空發(fā)動機(jī)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(xiàng)目 實(shí)施。 一 方面解決航空發(fā)動機(jī)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(jī)研制和生產(chǎn)的專業(yè)化葉片精加工配套企業(yè) ；另一方面逐步航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 12 將生產(chǎn)線 應(yīng)用 到其它 葉片產(chǎn)品，如汽輪機(jī)等產(chǎn)品的葉片精加工中。本項(xiàng)目的實(shí)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（ 20xx－ 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（ 20xx－ 2020 年）》中把制造業(yè)列為國民經(jīng)濟(jì)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(qiáng)國 。存在 制造技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，創(chuàng)新能力不強(qiáng)；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(diǎn)扶持和發(fā)展用高新技術(shù)（如數(shù)字化和智能化設(shè)計(jì)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(xiàng)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(jì)劃（ 863 計(jì)劃）“十一五”發(fā)展綱要》， 863 計(jì)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(jì)和國防建設(shè)的重大需求，從提高設(shè)計(jì)、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(xiàng)目在技術(shù)路線上符合該發(fā)展規(guī)劃的規(guī)定。 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 13 第二章 項(xiàng)目的技術(shù)基礎(chǔ) 成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況 本項(xiàng)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 。 20xx 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 號為 （ 詳見附件 ）。 專利權(quán)人為本項(xiàng)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(xiàng)目生產(chǎn)線的建立和運(yùn)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(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)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(jī)數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造技術(shù) 。 航空工藝設(shè)計(jì)與制造軟件工程化技術(shù) 。 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 。 基于知識的工藝研究與開發(fā)技術(shù) 。 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(shù)； CAPP與數(shù)字化制造 管理軟件 — CAPPFramework； 飛機(jī)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 [20xx]第 55 號 。 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 14 基 于 微 機(jī) 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 [20xx]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(jiǎng)，一等獎(jiǎng)， 20xx－ 20xx 年度 。 數(shù)控刀具智能化 CAPP 系統(tǒng)，航空科技進(jìn)步獎(jiǎng)，三等獎(jiǎng)， 1998 年度 。 飛機(jī)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(jiǎng)，二等獎(jiǎng)， 1996 年度 。 基于知識的 CAPP 開發(fā)平臺，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)， 20xxSR04507。 基于國產(chǎn) DBMS 的工藝信息系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)， 20xxSR11384。 網(wǎng)絡(luò)化 CAPP 系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)， 20xxSR12580。 基于 WebService 的 CAPP 集成系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，20xx110 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?jiān)?中國一航 某某 航空發(fā)動機(jī)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(jì)、數(shù)控程序的設(shè)計(jì)、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(jī)葉片和 8511200 mm汽輪機(jī)葉片的加工工藝 設(shè)計(jì)， 并 已生產(chǎn)出合格的汽輪機(jī)葉片產(chǎn)品和航空發(fā)動機(jī)葉片試制品。其中汽輪機(jī)葉片已由 紅原航空鍛鑄工業(yè)公司 交付用戶使用， 實(shí)現(xiàn) 加工 收入 975 萬元。 航空發(fā)動機(jī)葉片已經(jīng)通過 430 廠測試，并正在申請新時(shí)代公司軍品生產(chǎn)許可證。 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 15 工藝技術(shù)方案 技術(shù)目標(biāo) 本項(xiàng)目的技術(shù)目標(biāo) 是 為航空發(fā)動機(jī)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： 建設(shè)一條葉片精加工數(shù)字化制造生產(chǎn)線。項(xiàng)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(jī)葉片制造提供支持，解決 發(fā)動機(jī) 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(gè)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；“生產(chǎn)過程管理”研究為葉片生產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)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(jì)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(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。突破航空發(fā)動機(jī) 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(jī)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(jī)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(jī)葉片、渦輪葉片。由于其在發(fā)動機(jī)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。 轉(zhuǎn)子風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)葉片在發(fā)動機(jī)前部，溫度相對較低，為減輕發(fā)動機(jī)重量，因此多用鋁合金及鈦合金做成。但由于風(fēng)扇葉片空氣流量航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 16 較大，多做成大扭角、寬葉展而且較長 ，為增強(qiáng)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(jī)葉片相 對則小些，但對較高級別的壓氣機(jī)，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(qiáng)度。為保證有較高的抗疲勞性和強(qiáng)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(jì)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(jī)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(shí)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(jī)械加工工藝及設(shè)備要求。 葉片型面加工主要用機(jī)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(jī)葉片和汽輪機(jī)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： 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 17 主要技術(shù) 方案 本項(xiàng)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(xiàng)目是一個(gè)工程化和技術(shù)上多學(xué)科融合的項(xiàng)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(jì)為特征。并借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究成果及行業(yè)最佳實(shí)踐，結(jié)合國內(nèi)航空發(fā)動機(jī)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(yùn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同條件下的生產(chǎn)運(yùn)行動態(tài)管理、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)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 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 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(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(jì)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(shí)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(shí)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(yùn)行和設(shè)備調(diào)試、軟件調(diào)試階段：主要解決生產(chǎn)線運(yùn)行中一些棘手的、必需的問題； 第三階段為生產(chǎn)線正式運(yùn)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(yùn)行的技術(shù)研究，將項(xiàng)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(yùn)行中。 項(xiàng)目實(shí)施采取高起點(diǎn)、快速建設(shè)、快速應(yīng)用的方法 在數(shù)字化流程設(shè)計(jì)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(xiàng)目的較高技術(shù)起點(diǎn)； 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(shí)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。 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申請報(bào)告 19 技術(shù)或工藝特點(diǎn)以 及與現(xiàn)有技術(shù)或工藝比較所具有的優(yōu)勢 本項(xiàng)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(jī)葉片的精加工，建設(shè)數(shù)字化生產(chǎn)線，實(shí)施數(shù)字化管理，建立先進(jìn)的生產(chǎn)與管理模式。本項(xiàng)目生產(chǎn)線技術(shù)起點(diǎn)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、阻尼臺等部分都留有加工裕量，需要在機(jī)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(jī)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(nèi)緣板聯(lián)接在一起，有釬焊聯(lián)接，也有膠接。葉片表面要進(jìn)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(yán)效果。涂漆層種類多，所用設(shè)備也略有差別。本項(xiàng)目生產(chǎn)技術(shù)所選主要設(shè)備及功能如下： 數(shù)控銑床： 用于粗、精銑， 包括 進(jìn)、排氣邊或阻尼臺上下表面 ，及徑 向園??； 拉削設(shè)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： 磨削葉片外弧； 五坐標(biāo)（四坐標(biāo)） 加工中心： 用于葉片園弧葉根的加工； 邊緣投影儀： 葉片進(jìn)排氣邊緣的投影檢測； 光學(xué)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(jī)： 用于拋光葉片型面； 電腦標(biāo)刻機(jī)： 用于標(biāo)刻葉片零件號及批次號； 航空發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字化精加工生產(chǎn)線項(xiàng)目資金申