【正文】 以航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片類零件為應(yīng)用對(duì)象，進(jìn)行葉片數(shù)字化精加工制造生產(chǎn)線建設(shè)。設(shè)備清單詳見下表。 設(shè)備選型 設(shè)備選型的原則 技術(shù)先進(jìn)、可靠且經(jīng)濟(jì)合理； 與項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案和工藝技 術(shù)方案相適應(yīng)，滿足項(xiàng)目的要求，并可獲得最大出力； 滿足產(chǎn)品質(zhì)量的要求； 提高連續(xù)化、大型化程度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 降低原材料、水、電 、氣 單耗，滿足環(huán)境保護(hù)要求； 在滿足機(jī)械功能和生產(chǎn)過程的條件下，力求經(jīng)濟(jì)合理，同等技術(shù)水平優(yōu)先考慮國產(chǎn)設(shè)備； 與其它輔助設(shè)備相互配套； 符合政府或?qū)ｉT機(jī)構(gòu)發(fā)布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。 后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)及企業(yè)可持續(xù)發(fā)展 本項(xiàng)目承擔(dān)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(dòng)機(jī)葉片精加工為基礎(chǔ)，從 汽輪機(jī)葉片 精加工 起步，建成 葉片精加工專業(yè)化生產(chǎn)線，開展各種型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和汽輪機(jī)葉片的數(shù)字化精加工業(yè)務(wù)，建成國內(nèi)一流的葉片精加工高技術(shù)含量的專業(yè)化企業(yè)，并且隨著業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開展，將不斷擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，面向全國和國際轉(zhuǎn)包擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，增加生產(chǎn) 項(xiàng)目 ，保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。涂漆層種類多，所用設(shè)備也略有差別。葉片表面要進(jìn)行濕吹砂處理 ， 以提高其抗疲勞性能。葉片榫頭加工采用立式高速拉床或直 接用加工中心 加工。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。 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。 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(cè)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。 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(tái)，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(tái)；實(shí)現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同條件下的生產(chǎn)運(yùn)行動(dòng)態(tài)管理、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控。 針對(duì)不同型號(hào)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和汽輪機(jī)葉片，精加工工藝會(huì)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(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。這些要求對(duì)葉片都提出了較高的機(jī)械加工工藝及設(shè)備要求。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。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。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。高壓壓氣機(jī)葉片相 對(duì)則小些，但對(duì)較高級(jí)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。 轉(zhuǎn)子風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)前部，溫度相對(duì)較低，為減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量，因此多用鋁合金及鈦合金做成。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。突破航空發(fā)動(dòng)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(dòng)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。“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(tái)；“信息集成平臺(tái)”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(cè)方面的技術(shù)瓶頸。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(dòng)機(jī)葉片制造提供支持，解決 發(fā)動(dòng)機(jī) 葉片精加工生產(chǎn)的瓶頸 問題。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片已經(jīng)通過 430 廠測(cè)試，并正在申請(qǐng)新時(shí)代公司軍品生產(chǎn)許可證。 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(hào)航空發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)葉片試制品。 基于 WebService 的 CAPP 集 成系統(tǒng)，計(jì)算 機(jī)軟件著作 權(quán)，2020200 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)， 2020SR11384。 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 。 集成化 CAPP應(yīng)用框架與開發(fā)平臺(tái) CAPPFramework，陜西科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，一等獎(jiǎng)， 2020－ 2020 年度 。 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(huì)科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書，國防科簽字 [2020]第 55 號(hào) 。 基于三維 CAD 的集成化 CAPP 系統(tǒng) 。 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 。 飛機(jī)數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造技術(shù) 。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用 。 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。 2020 年 4 月 9 日，“弧線形葉片銑削工藝” 已向 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 申請(qǐng) 發(fā)明專利 ，申請(qǐng) 號(hào)為 （ 詳見附件 ）。本項(xiàng)目在技術(shù)路線上符合該發(fā)展規(guī)劃的規(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。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。明確指出我國是世界制造大國，但還不是制造強(qiáng)國 。本項(xiàng)目的實(shí)施符合國家相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。 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(dòng)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(tái)，制定優(yōu)化的制造流 程，建立數(shù)字化信息集成平臺(tái)，集成制造單元技術(shù)等方面指導(dǎo)項(xiàng)目 實(shí)施。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(dòng)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)。 啟動(dòng)產(chǎn)品 主要為 851 mm1200 mm的汽輪機(jī)葉片。 11 綜上所述，不考慮國內(nèi)其他民用機(jī)械葉片和國際航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的精加工業(yè)務(wù)，本項(xiàng)目承擔(dān)單位在國內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和國內(nèi)汽輪機(jī)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(jì)算，并按照 2500 元 /葉片平均加工費(fèi)核算，本項(xiàng)目建成后正常年可達(dá)到年加工 。 ⑷ 國際航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 紅原航空鍛鑄工業(yè)公司與國際著名發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)廠家的生產(chǎn)許可認(rèn)證。作為紅原航空鍛鑄工業(yè)公司的戰(zhàn)略合作單位，本項(xiàng)目承擔(dān)單位僅加工該公司的葉片毛坯就可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值 4800 萬元，并存在進(jìn)一步擴(kuò)展的空間。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(xiàng)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?duì)葉片進(jìn)行精加工。 ⑵ 國內(nèi)汽輪機(jī)葉片 目前，我國只有毗鄰 某 某 閻良國家航空高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地的中國一航紅原航空鍛鑄工業(yè)公司能夠生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)大葉片毛坯，而葉片的精加工廠家主要在東北和東南地區(qū)，如東方汽輪機(jī)廠和哈爾濱汽輪機(jī)廠。因此，對(duì)于國內(nèi)整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片精加工業(yè)務(wù)，目前保守估計(jì)按 10%的外協(xié)量計(jì)算，即市場(chǎng) 10 價(jià)值在 。目前，國內(nèi)多數(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠家葉片精加工能力都受到產(chǎn)能的限制，并隨著新發(fā)動(dòng)機(jī)制造及維修的需求擴(kuò)大而日益突出，建立葉片精加工的外協(xié)生產(chǎn)模式已成為趨勢(shì)。 目標(biāo)市場(chǎng)分析 ⑴ 國內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 巨大的國際、國內(nèi)航空市場(chǎng)使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求量迅速擴(kuò)大。由于生產(chǎn)和精加工處于兩地，運(yùn)距遠(yuǎn)，造成成本高、運(yùn)輸不便，不能及時(shí)滿足市場(chǎng)需求。 除航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和汽輪機(jī)葉片以外，煙機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)等葉片市場(chǎng)也十分可觀。而到 2020 年，按年增加 2020 萬千瓦計(jì)，總裝機(jī)容量將達(dá)到 億千瓦， 裝機(jī)速度將居世界各國的前列。 2020 年我國新增裝機(jī)容量為 6840 萬千瓦，增長率為 %，2020 年達(dá)到 6000 萬千瓦，增長 率為 %。 巨大的國際、國內(nèi)航空市場(chǎng)使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求 量迅速擴(kuò)大，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件的需求量也變得十分可觀。史密斯說，雖然與高速增長的民用航空市場(chǎng)比較，中國的通用航空市場(chǎng)仍然比較落后，但未 來的發(fā)展?jié)摿薮?。同為發(fā)展中國家的巴西，其通用航空飛機(jī)的數(shù)量超過了 10 萬架，約為航班飛機(jī)數(shù)量的 26 倍；而我國在飛的通用飛機(jī)數(shù)量僅僅與航班飛機(jī)數(shù)量持平。截至目前，我國已擁有通用飛機(jī) 570 架，與 1995 年相比，通用航空飛機(jī)總量凈增了 %。按座級(jí)劃分為 400座級(jí) 68 架， 300 座級(jí) 208 架， 200 座級(jí) 277 架， 150 座級(jí) 723 架， 110座級(jí) 213 架，支線 飛機(jī) 705 架。 據(jù)國際預(yù)測(cè)公司 /DMS對(duì)世界通用 飛機(jī)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)， 到 2020 年 ， 世界通用飛機(jī)制造商將交付 18633 8 架活塞和渦槳類飛機(jī)。波音公司認(rèn)為，未來 20 年內(nèi)，航空公司需要的飛機(jī)數(shù)量大致如下： 3450 架支線機(jī)（ 90座及以下）； 16540 架單通道飛機(jī)（ 100－ 240座，兩級(jí)客艙布局）； 6230架雙通道飛機(jī)（ 200－ 400 座，三級(jí)客艙布局）； 990 架 747 及更大型飛機(jī)（ 400 座以上，三級(jí)客艙布局）。近年來，我國航空工業(yè)和電力工業(yè)快速發(fā)展，使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)設(shè)備的用量迅速擴(kuò)大，葉片作為這些設(shè)備的核心零件，其市場(chǎng)需求量也隨之增加 。 市場(chǎng)分析 產(chǎn)品市場(chǎng)定位 以航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片數(shù)字化精加工為基礎(chǔ)， 從汽輪機(jī)葉片生產(chǎn)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片試制起步，建 設(shè) 葉片精加工 生產(chǎn)線 ，開展各種型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和汽輪機(jī)葉片的數(shù)字化精加工業(yè)務(wù)。 本項(xiàng)目的技術(shù)可在汽輪機(jī)、燃汽輪機(jī)、壓氣機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的葉片精加工中推廣，發(fā)展目標(biāo)是建成國內(nèi)一流的葉片精加工高技術(shù)專業(yè) 化企業(yè)。汽輪機(jī)成品葉片是屬技術(shù)含量極高的高附加值產(chǎn)品，它不僅表現(xiàn)為曲面復(fù)雜、扭角大、成型難， 7 加工需 4 坐標(biāo)以上加工中心，而且材料多為不銹鋼和鈦合金。本 項(xiàng)目生產(chǎn)的葉片可廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)中。因此，本項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)葉片生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)水平提高具有促進(jìn)作用。 西北工業(yè)大學(xué)是國內(nèi)最先開展 數(shù)字化工藝和制造的研究單位之一，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字化工藝和數(shù)字化制造、人工智能、專家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用等方面都作了大量的探索研究，并取得了一批先進(jìn)的技術(shù)成果。該 企業(yè) 已開發(fā)出 30多種規(guī)格 60 多個(gè)型號(hào)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)葉片系列產(chǎn)品。國內(nèi)外都非常重視葉片制造技術(shù)的發(fā)展。伴隨著國際航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的進(jìn)出口 業(yè)務(wù) 也有所增長，但由于在高端技術(shù)上我國與外國的大公司有著較大的差距，產(chǎn)品技術(shù)已成為制約我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品發(fā) 6 展的一個(gè)瓶頸，因此只有在技術(shù)水平及制造工藝上不斷創(chuàng)新，才能在日趨激烈的競爭中占有一席之地。 有利于提高葉片生產(chǎn)行業(yè)的總體水平 航空發(fā)動(dòng)機(jī)是航空工業(yè)的基礎(chǔ)，體現(xiàn)著一個(gè)國家的機(jī)械制造水平。葉片制造的水平體現(xiàn)著一個(gè)國家制造業(yè)中冶金材料、加工裝備、設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)的綜合水平。最近 ， 國家大型運(yùn) 輸機(jī)項(xiàng)目正式立項(xiàng) 并落戶 某某 ，葉片技術(shù)的突破為發(fā)展大飛機(jī)提供了一定的基礎(chǔ)。 陜西省裝備制造業(yè)地處西部大開發(fā)三大主軸線之一“西隴海蘭新”東段，承東啟西，貫通南北，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，是國家已經(jīng)形成的具有區(qū)域特色的裝備制造業(yè)基地和產(chǎn)業(yè)集群之一，在全國占有十分重要的地位，振興裝備制造業(yè)，是發(fā)揮我省產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，建設(shè)西部經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省的必然選擇。 對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響 對(duì)我省裝備制造業(yè)的發(fā)展具有積極促進(jìn)作用