接2020年5月6日“航空發動機零(ling)組件加工(gong)特點與裝(zhuang)(zhuang)備分析(xi)”。因(yin)原文較長，為便(bian)于閱讀，經與作者商議(yi)，將其(qi)拆分成(cheng)相對獨立的(de)3篇文章陸(lu)續發布，但保留(liu)原文圖片及參考文獻的(de)編號。若想一氣呵(he)成(cheng)看全文，請關注《世界制造技(ji)術與裝(zhuang)(zhuang)備市場(WMEM)》雜志2020年第3期“航(hang)空發動機(ji)加工(gong)裝(zhuang)(zhuang)備的(de)性(xing)能需求(qiu)與驗收關鍵技(ji)術”一文。

　　——編者注

　　我國航空發動機制造業從引進斯貝發動機開始，并隨著上世紀90年代投入了一些型號攻關項目，逐步引進了一些精鑄、精鍛方面的全套設備，各類金屬切削機床，焊接和熱處理設備，計量儀器和理化測試儀器等[7]，尤其是后來承擔了大量RR、GE、PW的外貿轉包業務，引進了大量高檔數控設備，學習到了很多發動機先進制造技術。經過30多年的學習和自主攻關發展，在數控加工、緩進磨削、拉(la)削(xue)(xue)、電子束焊(han)、等(deng)(deng)離子噴(pen)鍍和(he)(he)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)無(wu)損(sun)探傷檢驗等(deng)(deng)方面的(de)技(ji)術和(he)(he)裝(zhuang)備(bei)都通(tong)過反復(fu)實踐而(er)得到鞏固和(he)(he)發展，GE一(yi)臺(tai)發動機(ji)(ji)80-90%的(de)零件(jian)(jian)都可以在(zai)(zai)中(zhong)國(guo)(guo)完成(cheng)(cheng)加(jia)工(gong)(gong)。但是這(zhe)些零件(jian)(jian)大部分都是在(zai)(zai)國(guo)(guo)外(wai)品牌機(ji)(ji)床(chuang)上加(jia)工(gong)(gong)制(zhi)造(zao)的(de)，這(zhe)類機(ji)(ji)床(chuang)主要集中(zhong)在(zai)(zai)高(gao)檔(dang)五軸立/臥式(shi)加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心、數控(kong)坐(zuo)標(biao)鏜加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心、數控(kong)坐(zuo)標(biao)磨削(xue)(xue)加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心、立式(shi)車磨復(fu)合(he)加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)心、高(gao)速葉尖(jian)磨機(ji)(ji)床(chuang)、高(gao)精度數控(kong)拉(la)床(chuang)以及各(ge)(ge)類多功能復(fu)合(he)的(de)專用(yong)金屬切削(xue)(xue)設備(bei)。但是，外(wai)貿加(jia)工(gong)(gong)主要集中(zhong)在(zai)(zai)冷加(jia)工(gong)(gong)領(ling)域，零件(jian)(jian)和(he)(he)組件(jian)(jian)加(jia)工(gong)(gong)的(de)特(te)種(zhong)(zhong)工(gong)(gong)藝受(shou)制(zhi)于設備(bei)及相應的(de)工(gong)(gong)藝水平，例(li)如渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)葉片(pian)涂(tu)層設備(bei)、壓氣機(ji)(ji)和(he)(he)高(gao)壓渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)轉(zhuan)子組件(jian)(jian)摩擦(ca)焊(han)設備(bei)、渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)葉片(pian)和(he)(he)火焰筒小微群(qun)孔(kong)打孔(kong)設備(bei)等(deng)(deng)方面。目前，完成(cheng)(cheng)特(te)種(zhong)(zhong)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝的(de)國(guo)(guo)產機(ji)(ji)床(chuang)設備(bei)市(shi)場(chang)占有率尚(shang)待提高(gao)，而(er)這(zhe)些特(te)種(zhong)(zhong)工(gong)(gong)藝恰(qia)恰(qia)是利潤率最高(gao)的(de)工(gong)(gong)序之(zhi)一(yi)。特(te)種(zhong)(zhong)工(gong)(gong)藝裝(zhuang)備(bei)的(de)提升(sheng)將有利于降低我國(guo)(guo)航(hang)空發動機(ji)(ji)制(zhi)造(zao)業的(de)綜合(he)成(cheng)(cheng)本、提高(gao)國(guo)(guo)產航(hang)空發動機(ji)(ji)的(de)市(shi)場(chang)競(jing)爭力。

　　1設備的共性技術分析

　　(1)高剛(gang)性、高效率

　　航空發(fa)動(dong)機(ji)(ji)零件大(da)多采(cai)用難加工材料，高效加工常采(cai)用強(qiang)力切削(xue)方(fang)法(fa)，因此(ci)對數控機(ji)(ji)床的剛性要求較高。

　　床身(shen)和進(jin)給系統：一般(ban)要(yao)求機(ji)床基座和床身(shen)結(jie)(jie)構(gou)是(shi)整體經過動力學仿(fang)真與驗(yan)證的(de)最(zui)佳結(jie)(jie)構(gou)，具有±2μm的(de)平面(mian)精度，機(ji)床直線軸、旋轉軸熱(re)穩定性好。

　　切削(xue)(xue)(xue)主(zhu)軸(zhou)：鈦合金(jin)切削(xue)(xue)(xue)的(de)(de)最佳(jia)線(xian)速(su)(su)度(du)在(zai)200m/min左右(you)，高(gao)溫合金(jin)切削(xue)(xue)(xue)最佳(jia)線(xian)速(su)(su)度(du)在(zai)120m/min，但是航空零件的(de)(de)多特征需要(yao)(yao)(yao)不同(tong)直徑的(de)(de)刀(dao)具(ju)，不同(tong)階段的(de)(de)加工需要(yao)(yao)(yao)設定不同(tong)的(de)(de)切削(xue)(xue)(xue)深(shen)度(du)。這就要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)切削(xue)(xue)(xue)主(zhu)軸(zhou)可以在(zai)較(jiao)寬的(de)(de)切削(xue)(xue)(xue)速(su)(su)度(du)范(fan)圍內具(ju)備較(jiao)大的(de)(de)恒扭(niu)矩輸(shu)出(chu)能力，高(gao)速(su)(su)下主(zhu)軸(zhou)剛性要(yao)(yao)(yao)好(hao)。對(dui)主(zhu)軸(zhou)的(de)(de)結構設計、線(xian)圈纏(chan)繞工藝(yi)、冷卻(que)潤滑(hua)系統、密封、軸(zhou)承及(ji)支撐方式等(deng)都提出(chu)了很(hen)高(gao)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，如(ru)采用動靜壓軸(zhou)承(陶瓷球)保障最低磨損狀態下實(shi)現高(gao)主(zhu)軸(zhou)轉速(su)(su)，提高(gao)剛性，帶有頂級的(de)(de)槽口潤滑(hua)，防漏端面迷宮密封接(jie)頭可提供(gong)良好(hao)的(de)(de)空氣密封。

　　(2)高精(jing)度、高動態響應

　　航空發(fa)動(dong)機(ji)零件對(dui)(dui)尺寸精(jing)(jing)(jing)(jing)度、幾何元素的(de)(de)(de)形(xing)位精(jing)(jing)(jing)(jing)度要(yao)(yao)求(qiu)高(gao)(gao)(gao)(gao)，特(te)別是薄壁零件剛性差(cha)、加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)過程(cheng)易(yi)變形(xing)，加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)后(hou)尺寸和(he)位置度等(deng)難以檢查(cha)，需要(yao)(yao)一(yi)次成形(xing)，并采(cai)用在(zai)機(ji)方式(shi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)測(ce)(ce)量(liang)，對(dui)(dui)數(shu)控(kong)機(ji)床的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)精(jing)(jing)(jing)(jing)度要(yao)(yao)求(qiu)較高(gao)(gao)(gao)(gao)。機(ji)床動(dong)態性能(neng)(neng)不足(zu)引起的(de)(de)(de)動(dong)態誤差(cha)是高(gao)(gao)(gao)(gao)速高(gao)(gao)(gao)(gao)精(jing)(jing)(jing)(jing)運動(dong)過程(cheng)中影響加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)精(jing)(jing)(jing)(jing)度的(de)(de)(de)最主(zhu)要(yao)(yao)因素之(zhi)一(yi)[8]。通過選擇帶有(you)光柵尺的(de)(de)(de)全閉環(huan)反(fan)饋系統和(he)穩定的(de)(de)(de)靜壓導軌，可保(bao)證數(shu)控(kong)機(ji)床具有(you)較高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)定位精(jing)(jing)(jing)(jing)度和(he)重復定位精(jing)(jing)(jing)(jing)度。要(yao)(yao)求(qiu)伺服進(jin)(jin)給具有(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)加(jia)(jia)(jia)速性和(he)較短的(de)(de)(de)定位及啟動(dong)時(shi)間(jian)，對(dui)(dui)主(zhu)軸振動(dong)、漂(piao)移和(he)溫度進(jin)(jin)行(xing)(xing)實時(shi)監控(kong)并調(diao)整(zheng)，并具有(you)較好的(de)(de)(de)精(jing)(jing)(jing)(jing)度保(bao)持性，具有(you)在(zai)機(ji)檢測(ce)(ce)功能(neng)(neng)。同時(shi)要(yao)(yao)求(qiu)一(yi)機(ji)兼備(bei)粗加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)和(he)精(jing)(jing)(jing)(jing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)能(neng)(neng)力，可以提供粗加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)、預加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)、快速加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)、精(jing)(jing)(jing)(jing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)和(he)超精(jing)(jing)(jing)(jing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)等(deng)多種功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)最佳配置，以保(bao)證工(gong)(gong)件的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)質量(liang)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)精(jing)(jing)(jing)(jing)度加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)要(yao)(yao)求(qiu)。

　　(3)高(gao)(gao)可靠(kao)性(xing)、高(gao)(gao)精度保持性(xing)

　　機(ji)床(chuang)的(de)可(ke)(ke)(ke)靠性涉及(ji)因素(su)很多，是一個(ge)系統(tong)問題。從(cong)用(yong)(yong)戶(hu)角(jiao)度(du)(du)看，像Starrag(斯達拉格)等(deng)精度(du)(du)保(bao)(bao)持(chi)性比較好的(de)機(ji)床(chuang)，其(qi)結(jie)構(gou)(gou)設計的(de)各個(ge)環節都有合理分(fen)配承(cheng)(cheng)載力(li)和(he)(he)(he)切(qie)削(xue)力(li)分(fen)散的(de)機(ji)構(gou)(gou)或裝置。例如，為避免切(qie)削(xue)扭力(li)集中，擺(bai)動頭(tou)采用(yong)(yong)傘齒輪(lun)(lun)和(he)(he)(he)蝸(gua)(gua)輪(lun)(lun)蝸(gua)(gua)桿結(jie)構(gou)(gou)，并(bing)通過增加多齒接(jie)(jie)觸和(he)(he)(he)增大接(jie)(jie)觸面的(de)設計，有效(xiao)(xiao)分(fen)散切(qie)削(xue)承(cheng)(cheng)載力(li)，從(cong)而(er)減(jian)緩磨損(sun);主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)和(he)(he)(he)立柱箱有中空的(de)減(jian)震和(he)(he)(he)水(shui)冷設計，可(ke)(ke)(ke)以(yi)衰(shuai)減(jian)振(zhen)動并(bing)減(jian)小重載切(qie)削(xue)變形;工作臺(tai)和(he)(he)(he)進給軸(zhou)(zhou)等(deng)裝有過載切(qie)削(xue)保(bao)(bao)護傳感(gan)器，在(zai)崩刃等(deng)突發(fa)情況(kuang)下可(ke)(ke)(ke)以(yi)保(bao)(bao)護機(ji)床(chuang)不受損(sun)。采用(yong)(yong)的(de)主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)靜壓軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(陶(tao)瓷球)可(ke)(ke)(ke)以(yi)在(zai)最低磨損(sun)狀態下實現高主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)轉速和(he)(he)(he)高剛性。此外，控制主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)精度(du)(du)、基礎件幾(ji)何精度(du)(du)和(he)(he)(he)各軸(zhou)(zhou)的(de)運動精度(du)(du)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)有效(xiao)(xiao)降低非正常(chang)磨損(sun)造(zao)成機(ji)床(chuang)精度(du)(du)衰(shuai)退[9]。總體上，機(ji)床(chuang)整體采用(yong)(yong)穩定的(de)熱對稱結(jie)構(gou)(gou)，采用(yong)(yong)可(ke)(ke)(ke)靠性比較好的(de)機(ji)床(chuang)主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)頭(tou)、主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)、回轉擺(bai)動工作臺(tai)，關鍵部(bu)件提供(gong)連(lian)續水(shui)冷功能，可(ke)(ke)(ke)以(yi)保(bao)(bao)持(chi)機(ji)床(chuang)長期(qi)的(de)高可(ke)(ke)(ke)靠性。

　　(4)強大的冷(leng)卻與綠色加工環境(jing)

　　航空(kong)難加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)材料在(zai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)過程中會產生(sheng)大(da)量的(de)切(qie)削(xue)熱，從而降低(di)刀具(ju)的(de)使用壽命，還(huan)會使零件產生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)應力，在(zai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)后甚至在(zai)使用過程中產生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)變(bian)形，影響發動機零件使用的(de)可靠性。因此需(xu)要機床具(ju)有良好的(de)切(qie)削(xue)冷(leng)卻(que)功能，如內冷(leng)和水基油基方便(bian)切(qie)換的(de)高壓外(wai)冷(leng)，帶有油霧潤滑、液(ye)氮冷(leng)卻(que)、干切(qie)削(xue)吸塵等功能。

　　(5)操(cao)作便(bian)捷且易于維護

　　航空發動機(ji)零件裝夾復雜且易出(chu)現異常(chang)切削現象(xiang)，因此(ci)要求機(ji)床上(shang)下(xia)料裝夾和(he)找正操(cao)作(zuo)可達(da)性好，采用大尺寸(cun)車門和(he)觀察窗，窗口工(gong)位姿態舒(shu)適。排屑器需有(you)(you)寬大的(de)排屑口且沒有(you)(you)死角區域，帶工(gong)件噴淋功能的(de)綜合清洗系統，能夠適用于濕(shi)式(shi)或干式(shi)加工(gong)。

　　所有需要(yao)(yao)定期維護的(de)組件均應易于操(cao)作，如過濾器(qi)、刮水器(qi)等(deng)要(yao)(yao)能易于更(geng)換零件。同時，為維護人員(yuan)提供(gong)安全工作區域，例如平臺和(he)固定點(dian)。可配(pei)置狀態監控機(ji)器(qi)，預測組件的(de)潛在(zai)故障。

　　(6)功能強大的控(kong)制(zhi)系(xi)統

　　數(shu)(shu)控(kong)(kong)機(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)運動(dong)是(shi)(shi)通過控(kong)(kong)制(zhi)系統的(de)(de)(de)指令實現(xian)的(de)(de)(de)，因此(ci)一個(ge)穩定的(de)(de)(de)、功(gong)能強大(da)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)系統是(shi)(shi)數(shu)(shu)控(kong)(kong)機(ji)床(chuang)充分(fen)發(fa)揮作用的(de)(de)(de)可(ke)靠保(bao)證，否則數(shu)(shu)控(kong)(kong)機(ji)床(chuang)無異于普通機(ji)床(chuang)。功(gong)能強大(da)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)系統可(ke)根(gen)據不同的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)工(gong)況，對各運動(dong)部(bu)位的(de)(de)(de)傳動(dong)參數(shu)(shu)進(jin)行實時調(diao)節(jie)，對控(kong)(kong)制(zhi)行為(wei)和數(shu)(shu)控(kong)(kong)路徑規劃進(jin)行詳細的(de)(de)(de)開發(fa)和優化(hua)，以實現(xian)幾何精度(du)、表面(mian)質量和生產(chan)率的(de)(de)(de)完美(mei)結(jie)合(he)。

　　(7)專機化、智能(neng)化

　　整體葉盤(pan)、渦輪葉片、噴嘴(zui)組件(jian)(jian)、渦輪盤(pan)、機(ji)(ji)匣等(deng)零件(jian)(jian)產(chan)品附加值非(fei)常高(gao)，這類(lei)零件(jian)(jian)的加工(gong)(gong)(gong)質量要(yao)求高(gao)、加工(gong)(gong)(gong)難度(du)很(hen)大，而且(qie)機(ji)(ji)械加工(gong)(gong)(gong)往(wang)往(wang)是最后一道工(gong)(gong)(gong)序(xu)，一旦超差(cha)將(jiang)造成整個零件(jian)(jian)報(bao)廢(fei)，因此針對這類(lei)典型零件(jian)(jian)的復(fu)雜結構與表面(mian)特征(zheng)開發專機(ji)(ji)設(she)備(bei)非(fei)常必要(yao)。

　　針(zhen)對(dui)典型零件提(ti)供全面(mian)綜合(he)解決方案(an)，除了(le)傳統(tong)的(de)數控加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝方案(an)和(he)(he)切(qie)削(xue)方法外，還包括專門開發(fa)CAM系(xi)(xi)統(tong)、加(jia)工(gong)(gong)系(xi)(xi)統(tong)及(ji)過程監控系(xi)(xi)統(tong)的(de)集(ji)成(cheng);提(ti)供個性化的(de)夾(jia)具(ju)，設計單獨的(de)適配器方案(an)，夾(jia)爪可(ke)(ke)針(zhen)對(dui)復雜表面(mian)和(he)(he)預(yu)加(jia)工(gong)(gong)面(mian)進(jin)行靈活操作，不(bu)同夾(jia)具(ju)之間的(de)基準轉換(huan)幾何偏差可(ke)(ke)在系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)進(jin)行自動偏置(zhi)補償，并(bing)可(ke)(ke)兼(jian)容多種夾(jia)具(ju)，自動托盤交換(huan)裝置(zhi)夾(jia)具(ju)更換(huan)方便;通(tong)過預(yu)見性特征和(he)(he)動態預(yu)選提(ti)高高速加(jia)工(gong)(gong)時的(de)輪廓精確(que)度;甚至(zhi)針(zhen)對(dui)不(bu)同零件開發(fa)系(xi)(xi)列(lie)化刀(dao)具(ju)方案(an)。

　　航(hang)空(kong)發動(dong)機零件加(jia)工對(dui)智(zhi)能(neng)化需(xu)求的難(nan)點(dian)和(he)亮點(dian)主要體現(xian)在工藝(yi)(yi)過程(cheng)中(zhong)，如加(jia)工過程(cheng)的自適應控(kong)制、工藝(yi)(yi)參數(shu)自動(dong)推薦與生成(cheng)系統，簡(jian)化編(bian)程(cheng)、操作智(zhi)能(neng)系統，集成(cheng)裝/卸單元中(zhong)的精(jing)密定(ding)位托盤(3R、Mecatool和(he)Yerly等)，智(zhi)能(neng)監控(kong)、智(zhi)能(neng)診斷及維(wei)修等[10]。

　　2 典型的金屬切削設備

　　(1)葉(xie)片加工設備

　　葉片毛坯目前越來越趨向于(yu)近(jin)凈成形(xing)，主要集中在葉身和進排氣邊復雜曲面的小余量精密成形(xing)，其加工余量比較小，因此葉片加工需要采用精密五坐標加工中心。

　　以Starrag LX系列為(wei)代表(biao)的機(ji)床(chuang)(chuang)，B軸(zhou)回轉(zhuan)(zhuan)中心(xin)與刀具主軸(zhou)的回轉(zhuan)(zhuan)中心(xin)成(cheng)45°，刀具主軸(zhou)重心(xin)在其擺動(dong)中心(xin)上(shang)，擺動(dong)時比(bi)較(jiao)平衡，機(ji)械設計比(bi)較(jiao)簡單，但B軸(zhou)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)角度(du)依靠X、Z軸(zhou)插補(bu)實現(xian)，容易產生誤差，適用于扭曲較(jiao)小的靜子葉(xie)片(圖2)。國內秦(qin)川機(ji)床(chuang)(chuang)QMK系列葉(xie)片磨削機(ji)床(chuang)(chuang)也屬于此類(lei)結(jie)構。

　　a. Starrag LX系(xi)列(lie) b. 秦川QMK系(xi)列(lie)

　　以C.B.Ferrari(C.B.法拉利)A系列、Liechti(利吉特(te))為代表的(de)B軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)回轉(zhuan)中(zhong)心與(yu)刀(dao)具主軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)回轉(zhuan)中(zhong)心成90°(見(jian)圖3)，其中(zhong)B軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)回轉(zhuan)中(zhong)心基本與(yu)刀(dao)具主軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)重心重合(he)的(de)機型，擺(bai)動時(shi)比較平衡，但B軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)每轉(zhuan)一個(ge)角度都需(xu)要通過X、Z軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)插補(bu)以調整刀(dao)尖在工作(zuo)位置(zhi);而B軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)回轉(zhuan)中(zhong)心偏離刀(dao)具主軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)重心，與(yu)刀(dao)尖部(bu)(bu)位基本重合(he)的(de)機型，B軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)擺(bai)動時(shi)不需(xu)要插補(bu)或者插補(bu)量(liang)非常小(xiao)[11]，有利于在前(qian)后緣等曲率變化劇烈(lie)的(de)部(bu)(bu)位加工時(shi)提供更高(gao)的(de)機床(chuang)加速度。

　　Liechti XL系列(lie)可以(yi)1g(10m/s2)的(de)(de)加速度準(zhun)確地進行三維加工(gong)，實現葉片(pian)前(qian)、后緣的(de)(de)大(da)(da)曲率突變復雜曲面(mian)高精度加工(gong)，弧形導軌引導機構可平衡刀(dao)具主軸(zhou)擺(bai)動產(chan)生的(de)(de)偏心力矩，立柱前(qian)傾20°角(jiao)，有(you)利于排屑和切削液(ye)回流(見圖4)。國(guo)(guo)內(nei)北(bei)京機電院的(de)(de)XKH系列(lie)也屬于B軸(zhou)回轉中(zhong)心與刀(dao)具主軸(zhou)的(de)(de)回轉中(zhong)心成90°的(de)(de)機床。此外，由于葉片(pian)生產(chan)量大(da)(da)，國(guo)(guo)內(nei)外也競相開發了一(yi)些多(duo)主軸(zhou)、多(duo)工(gong)位(wei)的(de)(de)機床，可以(yi)同時加工(gong)兩個(ge)以(yi)上的(de)(de)葉片(pian);還(huan)有(you)用于精鍛(duan)葉片(pian)進排氣邊、葉根和阻尼臺加工(gong)的(de)(de)自適(shi)應砂帶磨削設備(bei)等。

　　這些(xie)設備可以有效提高精(jing)密(mi)成形的(de)(de)(de)壓(ya)氣(qi)機(ji)葉(xie)(xie)(xie)片加工(gong)效率和加工(gong)精(jing)度，有利于(yu)發展(zhan)精(jing)密(mi)成形技術、提升壓(ya)氣(qi)機(ji)性能。目前葉(xie)(xie)(xie)片加工(gong)的(de)(de)(de)精(jing)度已(yi)大幅提升，未來的(de)(de)(de)研究將(jiang)主(zhu)要集中在(zai)降本增(zeng)效方面。此(ci)外，葉(xie)(xie)(xie)片加工(gong)時由于(yu)基(ji)準(zhun)遠(yuan)離葉(xie)(xie)(xie)身，并頻繁轉換基(ji)準(zhun)，因此(ci)需要系列化的(de)(de)(de)統一接口夾具用于(yu)加工(gong)多種(zhong)類型葉(xie)(xie)(xie)片，實現(xian)葉(xie)(xie)(xie)片零件高效換裝(見圖5)。

　　(2)機匣加工設備

　　機(ji)(ji)匣加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)主要包括環(huan)形(xing)鍛件毛坯的(de)(de)余量去除、兩端(duan)安(an)裝(zhuang)(zhuang)止口、周向(xiang)多(duo)特征島嶼(yu)、凸臺以及孔(kong)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(見圖(tu)6)。機(ji)(ji)匣殼(ke)體(ti)外型(xing)面通(tong)常采(cai)用四(si)、五(wu)坐(zuo)標(biao)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中心(xin)(xin)進(jin)行(xing)銑加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong);內腔T形(xing)槽和前后安(an)裝(zhuang)(zhuang)邊(bian)采(cai)用數控立(li)車(che)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong);前后安(an)裝(zhuang)(zhuang)邊(bian)孔(kong)和外型(xing)面安(an)裝(zhuang)(zhuang)座、探視孔(kong)采(cai)用數控鉆鏜床或四(si)、五(wu)坐(zuo)標(biao)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中心(xin)(xin)銑加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong);對開機(ji)(ji)匣水平安(an)裝(zhuang)(zhuang)邊(bian)螺栓聯接孔(kong)采(cai)用四(si)坐(zuo)標(biao)精密鏜加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)[12]。尺寸小的(de)(de)機(ji)(ji)匣適于(yu)采(cai)用立(li)式(shi)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中心(xin)(xin)，尺寸大的(de)(de)機(ji)(ji)匣適于(yu)臥式(shi)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中心(xin)(xin)。此外，以某(mou)型(xing)航空發(fa)動機(ji)(ji)為例(li)，機(ji)(ji)匣和蜂(feng)窩組合件還需要Z向(xiang)行(xing)程(cheng)在1200mm以上的(de)(de)立(li)式(shi)車(che)磨復合加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中心(xin)(xin)完成蜂(feng)窩和涂層修(xiu)磨。

　　立式車削/磨削設備：如圖7，上述立式車磨復合加工中心需配備3個以上功率大于45kW的水冷磨削主軸，最高轉速可大于16000 r/min，滿足不同機匣止口和端面以及蜂窩磨削，主軸軸承布置有溫度傳感器，可實現熱補償和運行中的振動監測;需配置修整單元、砂輪自動更換裝置(zhi)以(yi)及工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)測量(liang)裝置(zhi)，可(ke)在(zai)無中(zhong)斷的(de)情況(kuang)下(xia)完成單件(jian)(jian)(jian)(jian)和(he)(he)組件(jian)(jian)(jian)(jian)整體加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong);由于(yu)機(ji)(ji)匣(xia)(xia)零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)和(he)(he)組件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)安裝和(he)(he)工(gong)(gong)(gong)(gong)位調整較為復雜(za)，且易變形，還(huan)需有硬質合金鏜削和(he)(he)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)測量(liang)的(de)附(fu)加(jia)(jia)選(xuan)項，使機(ji)(ji)床加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)序盡(jin)量(liang)集中(zhong)，同時擴大(da)應(ying)用范(fan)圍，提高(gao)單臺設(she)備(bei)的(de)價值;工(gong)(gong)(gong)(gong)作臺應(ying)安裝靜壓推力軸(zhou)(zhou)承，回轉驅動由力矩(ju)電動機(ji)(ji)驅動，確保(bao)減振扭(niu)轉剛度(du);配置(zhi)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)觸頭監控(kong)(kong)、過(guo)程監控(kong)(kong)、用于(yu)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)測量(liang)的(de)自動或部分自動動態平衡。機(ji)(ji)床床身整體式鑄(zhu)造(zao)，機(ji)(ji)床各進給(gei)軸(zhou)(zhou)應(ying)配置(zhi)光纖距離測量(liang)系(xi)統實現高(gao)定(ding)位精(jing)度(du)，滿足高(gao)同軸(zhou)(zhou)度(du)和(he)(he)軸(zhou)(zhou)向(xiang)跳動精(jing)度(du);機(ji)(ji)匣(xia)(xia)車削余量(liang)較大(da)，止(zhi)口精(jing)度(du)要求高(gao)，控(kong)(kong)制系(xi)統和(he)(he)CAM應(ying)該具(ju)備(bei)數控(kong)(kong)路徑粗(cu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、預加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、快速加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)和(he)(he)超精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)規劃(hua)開(kai)發和(he)(he)優化功能(neng)，各進給(gei)和(he)(he)回轉軸(zhou)(zhou)及主軸(zhou)(zhou)應(ying)具(ju)備(bei)大(da)扭(niu)矩(ju)提供(gong)能(neng)力;如果是車/磨(mo)復合機(ji)(ji)床，應(ying)帶(dai)有軸(zhou)(zhou)向(xiang)聯鎖(suo)，用于(yu)在(zai)車削過(guo)程中(zhong)鎖(suo)定(ding)主軸(zhou)(zhou)。

　　立/臥(wo)式加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中心：如圖8，具(ju)(ju)(ju)有(you)優良(liang)的(de)靜態和(he)(he)動(dong)態特性(xing)(xing)，并(bing)配有(you)緊湊設計(ji)大扭矩雙擺頭(tou)，雙擺頭(tou)(A軸(zhou)(zhou))滑(hua)枕(zhen)安(an)裝(zhuang)在(zai)雙滾柱軸(zhou)(zhou)承(cheng)絲杠上，并(bing)配置光(guang)纖測(ce)量系(xi)(xi)統實(shi)現(xian)高(gao)(gao)定(ding)位精(jing)度(du)和(he)(he)高(gao)(gao)剛(gang)度(du);整體(ti)床身與(yu)進(jin)(jin)給軸(zhou)(zhou)、回轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)都進(jin)(jin)行專(zhuan)門的(de)高(gao)(gao)精(jing)度(du)保持性(xing)(xing)設計(ji);切削(xue)主軸(zhou)(zhou)具(ju)(ju)(ju)有(you)良(liang)好的(de)鈦(tai)合(he)金/高(gao)(gao)溫(wen)合(he)金切削(xue)速度(du)/扭矩特征曲線，主軸(zhou)(zhou)直通冷(leng)卻系(xi)(xi)統可(ke)以提(ti)供水基或油(you)液的(de)高(gao)(gao)壓冷(leng)卻(壓力最大為10Mpa，盡可(ke)能接(jie)近于(yu)切削(xue)區)以延長刀具(ju)(ju)(ju)壽命進(jin)(jin)而提(ti)高(gao)(gao)零件(jian)的(de)一致(zhi)性(xing)(xing);可(ke)提(ti)供定(ding)制化的(de)機(ji)匣(xia)液壓或真空(kong)耦(ou)合(he)裝(zhuang)夾(jia)系(xi)(xi)統，適(shi)用于(yu)高(gao)(gao)效粗加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)和(he)(he)無變形精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)，可(ke)選裝(zhuang)升降旋轉(zhuan)系(xi)(xi)統進(jin)(jin)行快速托盤交換(huan)，大幅度(du)控制加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)變形并(bing)縮短裝(zhuang)夾(jia)和(he)(he)找正等(deng)輔助時(shi)間;高(gao)(gao)效的(de)排屑器(qi)和(he)(he)帶工(gong)(gong)(gong)件(jian)噴淋功能的(de)綜合(he)清(qing)洗系(xi)(xi)統保證機(ji)匣(xia)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)多余(yu)物控制;水冷(leng)式直驅工(gong)(gong)(gong)作轉(zhuan)臺配置了適(shi)合(he)高(gao)(gao)負載甚至車削(xue)作業(ye)的(de)耐磨軸(zhou)(zhou)承(cheng)，可(ke)實(shi)現(xian)B 軸(zhou)(zhou)工(gong)(gong)(gong)作姿態液壓夾(jia)緊，提(ti)高(gao)(gao)切削(xue)剛(gang)性(xing)(xing)和(he)(he)精(jing)度(du)。鏈式刀庫和(he)(he)可(ke)容納 60-80把刀具(ju)(ju)(ju)滿(man)足機(ji)匣(xia)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)多種刀具(ju)(ju)(ju)需(xu)求，刀具(ju)(ju)(ju)最大直徑為325mm(T型刀具(ju)(ju)(ju)可(ke)達(da)500mm)且長度(du)達(da)800mm，換(huan)刀時(shi)間短。

　　五軸(zhou)銑車(che)復(fu)合加工(gong)中心：如圖9，各(ge)運(yun)動部位帶(dai)水冷卻系統與高(gao)(gao)剛性、高(gao)(gao)精(jing)度機(ji)床(chuang)結構相結合，為(wei)使用陶瓷刀具高(gao)(gao)效車(che)削(xue)(xue)(xue)提(ti)供了可能(neng);緊湊(cou)設計(ji)的高(gao)(gao)扭矩萬能(neng)雙(shuang)擺頭可以更好地到達(da)機(ji)匣(xia)各(ge)島嶼(yu)凸臺(tai)(tai)腔、槽、孔加工(gong)位置(zhi);多個不(bu)同切(qie)削(xue)(xue)(xue)范圍的電(dian)主(zhu)軸(zhou)可快(kuai)速更換(huan)，方便粗/精(jing)加工(gong)、車(che)/銑加工(gong)都能(neng)提(ti)供最佳切(qie)削(xue)(xue)(xue)參數;工(gong)作臺(tai)(tai)為(wei)帶(dai)靜(jing)壓推力軸(zhou)承(cheng)的力矩電(dian)機(ji)直驅轉(zhuan)臺(tai)(tai)，可提(ti)供車(che)削(xue)(xue)(xue)時的高(gao)(gao)轉(zhuan)速，同時又能(neng)滿足銑削(xue)(xue)(xue)加工(gong)時的回轉(zhuan)精(jing)度。

　　DMG MORI的(de)duoBLOCK系列高(gao)穩定性結構的(de)五(wu)軸(zhou)加工(gong)(gong)(gong)中心，扭矩達1800Nm的(de)主軸(zhou)提(ti)供(gong)高(gao)性能、高(gao)精度(du)的(de)加工(gong)(gong)(gong)能力，機(ji)床(chuang)精度(du)達4μm，進給(gei)速度(du)達60000mm/min的(de)高(gao)動態(tai)性能，大幅提(ti)高(gao)難切削材料零件的(de)表(biao)面質量。其提(ti)供(gong)的(de)燃燒室機(ji)匣加工(gong)(gong)(gong)解決方案，可以將中間(jian)去應力熱(re)處理工(gong)(gong)(gong)序(xu)之(zhi)外的(de)所(suo)有工(gong)(gong)(gong)序(xu)在一(yi)臺機(ji)床(chuang)上(shang)完(wan)成(cheng)，而且將九道(dao)工(gong)(gong)(gong)序(xu)縮減(jian)到六道(dao)，大幅縮短輔助(zhu)加工(gong)(gong)(gong)時(shi)間(jian)，燃燒室外機(ji)匣總加工(gong)(gong)(gong)時(shi)間(jian)可以在60個小(xiao)時(shi)內完(wan)成(cheng)。

　　(3)整體(ti)葉盤加工設備(bei)

　　如(ru)圖10，整體(ti)葉(xie)(xie)盤葉(xie)(xie)片(pian)之間(jian)的流(liu)道開(kai)敞性差，葉(xie)(xie)片(pian)型面(mian)為空(kong)間(jian)自由曲面(mian)，葉(xie)(xie)身型面(mian)加(jia)工精度要求(qiu)高(gao)，且材料為鈦合(he)金或高(gao)溫合(he)金，導致其加(jia)工難度較大。

　　五軸(zhou)聯(lian)動數(shu)控銑削/磨削是整體葉(xie)盤(pan)(pan)加(jia)工(gong)(gong)所(suo)廣泛采(cai)用的(de)有(you)效(xiao)手段，但能(neng)夠(gou)高效(xiao)高精度(du)(du)加(jia)工(gong)(gong)整體葉(xie)盤(pan)(pan)的(de)機床并不多，如圖11為整體葉(xie)盤(pan)(pan)加(jia)工(gong)(gong)常用的(de)機床。在整體葉(xie)盤(pan)(pan)加(jia)工(gong)(gong)方面(mian)具有(you)獨到優勢的(de)Liechti機床，各伺服進給(gei)(gei)和轉(zhuan)(zhuan)臺進給(gei)(gei)可提供1g(10m/s2)的(de)加(jia)速(su)度(du)(du)，主軸(zhou)轉(zhuan)(zhuan)速(su)15000r/min，扭矩120Nm，與雙驅動搖籃(lan)A軸(zhou)協同工(gong)(gong)作可提供整體葉(xie)盤(pan)(pan)加(jia)工(gong)(gong)所(suo)需功率(lv)和性能(neng);所(suo)提供的(de) TURBOSOFT plus CAM軟件，以及(ji)日益(yi)擴充的(de)復雜曲(qu)面(mian)制造工(gong)(gong)藝(yi)數(shu)據庫使其(qi)機床功能(neng)愈發強大;尤(you)其(qi)是可以提供進排氣(qi)邊(bian)加(jia)工(gong)(gong)時劇烈(lie)曲(qu)率(lv)突變所(suo)需的(de)高加(jia)速(su)度(du)(du)和高剛性，滿足了(le)對氣(qi)動性能(neng)有(you)重要影響的(de)進排氣(qi)邊(bian)加(jia)工(gong)(gong)精度(du)(du)要求。

　　a. 工作臺單驅擺(bai)動五軸機床 b.搖籃式五軸機床及(ji)CAM軟件 c.擺(bai)頭式五軸機床

　　整體葉盤加工(gong)機床在結構原理(li)上應(ying)考慮(lv)回轉運動部件質量的(de)(de)最小化與運動平衡(heng)，以及(ji)載荷分(fen)(fen)散設(she)(she)計，所(suo)有基架組件均采(cai)用可(ke)實現最大剛(gang)度的(de)(de)FEM分(fen)(fen)析進(jin)行(xing)設(she)(she)計，使設(she)(she)備(bei)具有良好的(de)(de)加工(gong)剛(gang)度和(he)加速度，從而實現加工(gong)參(can)數(shu)突變時的(de)(de)穩定(ding)切削。

　　(4)噴嘴加工設備(bei)

　　如圖12，航空發動機燃油噴嘴主要由外殼、桿芯、活門組件、旋流芯組件等組成。噴嘴桿芯內部油路和冷卻回路錯綜復雜，內腔區空間狹小、長徑比大且形位公差要求嚴格，加工中需要對異形特征精確定位并基準轉換;活門殼體類零件體積小且包含大量異形型面和島嶼，還要求與回轉基體之間有很高的形位公差，活門桿、活門缸等小微零件對于同軸度、輪廓度和表面粗糙度要求非常高;旋流芯與桿芯上包含大量微孔與微槽類特征在加工中極易超差;此外還有很多小微孔需要電火花和激光打孔設備完成。傳統的加工都是在車床、三軸加工中心和四軸/五軸加工中心上分別完成，中間檢驗還要拆卸后再次裝夾找正。隨著機床工具的進步，具(ju)備七個(ge)進給(gei)軸和三個(ge)切削主(zhu)軸的五軸聯動加(jia)工中心(見圖13)，可對(dui)噴嘴系列零(ling)(ling)件(jian)進行車(che)削、銑削和研磨的集成加(jia)工，可以一次裝卡完(wan)成燃油噴嘴零(ling)(ling)件(jian)的大部分機械加(jia)工，效率(lv)和質量(liang)提(ti)升十(shi)分明顯(xian)。

　　燃油噴嘴殼體和(he)桿芯是結(jie)構非常復雜的(de)六(liu)面體都有加(jia)(jia)工特征的(de)部(bu)件，各進(jin)給軸配(pei)置直線電機(220-400Nm)可在加(jia)(jia)工部(bu)件時確保最(zui)大精度(du)(du)和(he)可靠的(de)重(zhong)復率。通過配(pei)置高(gao)精度(du)(du)測量(liang)系統(tong)(分辨率1/100μm)、快(kuai)速(su)(su)直線電機(加(jia)(jia)速(su)(su)度(du)(du)1.1 g，速(su)(su)度(du)(du)50 m/min)、以及易熱部(bu)位充分的(de)冷卻回路，可實現高(gao)精高(gao)效加(jia)(jia)工能(neng)力;配(pei)置扭矩大且適應切削轉速(su)(su)范圍廣的(de)恒扭矩高(gao)速(su)(su)主軸(150000r/min)，能(neng)夠車削和(he)銑(xian)削高(gao)溫合金(jin)部(bu)件，而且通過不同的(de)研(yan)磨盤(pan)(尺寸(cun)0. 5 - 80mm)還可以進(jin)行干式研(yan)磨;配(pei)置換刀裝置，配(pei)置豐富的(de)夾緊系統(tong)。

　　主軸(zhou)聯鎖(suo)機構確(que)保了(le)(le)車(che)削時非(fei)旋轉刀具準確(que)的機械分度，將(jiang)銑磨主軸(zhou)的動靜壓軸(zhou)承分離，分散了(le)(le)通過(guo)主軸(zhou)箱的加(jia)工振(zhen)動和(he)負(fu)載。

　　配置(zhi)(zhi)(zhi)在機(ji)檢測探頭、主(zhu)軸探頭，車削(xue)主(zhu)軸對(dui)面(mian)夾緊系(xi)統(tong)提供(gong)臺(tai)鉗、筒夾系(xi)統(tong)或尾座，夾緊裝置(zhi)(zhi)(zhi)中大(da)部分都(dou)可以在主(zhu)軸和(he)對(dui)面(mian)夾緊系(xi)統(tong)之間(jian)進行互換，而且排(pai)屑裝置(zhi)(zhi)(zhi)流暢，鑄鐵(tie)機(ji)床基座和(he)行程柱有效消(xiao)除(chu)了振(zhen)動(dong)。這(zhe)些都(dou)有助于燃(ran)油噴嘴復雜(za)結構(gou)零(ling)件和(he)小微活門零(ling)件加工的(de)高(gao)精度(du)和(he)一致(zhi)性，以及(ji)更好的(de)表面(mian)粗糙度(du)，并大(da)幅(fu)縮減了轉序(xu)、裝夾找(zhao)正、中間(jian)檢驗(yan)的(de)輔助加工時間(jian)。

　　(5)渦輪盤(pan)加工(gong)設(she)備(bei)

　　如圖14，渦輪(lun)盤(pan)(pan)的榫(sun)槽、輪(lun)緣、輻板、內孔、安裝空(kong)、安裝止口與(yu)花(hua)邊等大量復雜特征(zheng)需(xu)要機(ji)械加工(gong)(gong)(gong)(gong)完成，而且(qie)渦輪(lun)盤(pan)(pan)材料多為(wei)粉(fen)末冶(ye)金(jin)(jin)材料或變形高溫合金(jin)(jin)材料，面(mian)臨(lin)加工(gong)(gong)(gong)(gong)變形問題突出、加工(gong)(gong)(gong)(gong)效率(lv)(lv)極低、表面(mian)完整(zheng)性(xing)不易保證(zheng)等重(zhong)要難題，尤(you)其(qi)粉(fen)末冶(ye)金(jin)(jin)材料對應變速(su)率(lv)(lv)非(fei)常敏(min)感(gan)，在高應變速(su)率(lv)(lv)條件下加工(gong)(gong)(gong)(gong)容(rong)易出現(xian)裂紋。粉(fen)末渦輪(lun)盤(pan)(pan)加工(gong)(gong)(gong)(gong)機(ji)床應該(gai)重(zhong)點關注加工(gong)(gong)(gong)(gong)效率(lv)(lv)的提(ti)升，加工(gong)(gong)(gong)(gong)精度的保證(zheng)，避免加工(gong)(gong)(gong)(gong)缺(que)陷。

　　渦輪盤輻板、輪緣、安裝邊及孔加工需要高剛性的車削加工中心或車磨復合加工中心，渦輪盤榫槽加工需要高剛性高速拉削機床;近年來開發出多層包套鍍鎳線絲減小放電切割工藝重鑄層影響的線切割機床，提高了線切割加工高溫合金榫槽的可行性(如圖15);目前，高剛性的多軸磨床性能大大提高，電鍍金剛石超硬磨料砂(sha)(sha)輪(lun)的(de)研(yan)制(zhi)(zhi)取得(de)(de)巨大(da)進步，能(neng)夠以超(chao)過50000 r/min的(de)轉速(su)穩(wen)定回轉，保證(zheng)了小直徑異形成(cheng)形砂(sha)(sha)輪(lun)獲得(de)(de)理想(xiang)的(de)切(qie)觸點線速(su)度[13]。由(you)此，使得(de)(de)“線切(qie)割+磨(mo)削”榫槽加工(gong)成(cheng)為(wei)可能(neng)。尤為(wei)重要的(de)是，超(chao)硬(ying)磨(mo)料磨(mo)粒砂(sha)(sha)輪(lun)的(de)價格(ge)非常(chang)便宜，而且便于定制(zhi)(zhi)，如果大(da)批量(liang)生產，其綜合成(cheng)本(ben)是拉刀(dao)和銑刀(dao)成(cheng)本(ben)的(de)千(qian)分之幾(ji)。

　　3 特種設備短板與性能

　　(1)摩擦焊(han)設備

　　慣性(xing)(xing)摩擦焊(han)是適用(yong)于粉末高溫(wen)合金零件(jian)焊(han)接(jie)(jie)的(de)唯一可行手段，其焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量優異，尺寸與(yu)形位精度(du)高，生產(chan)效率高，能耗低(di)，GE公司焊(han)接(jie)(jie)TF39航空發(fa)動(dong)機(ji)大截面薄(bo)壁零件(jian)(φ610mm，壁厚3.8mm)的(de)試(shi)件(jian)僅(jin)為3s。如圖16所示，采用(yong)摩擦焊(han)工藝的(de)風扇盤(pan)(pan)、高壓壓氣(qi)機(ji)鼓(gu)筒、高壓渦輪(lun)轉子(zi)(zi)(zi)組件(jian)省(sheng)去(qu)了大量螺栓連接(jie)(jie)緊固件(jian)，并(bing)減(jian)少了轉子(zi)(zi)(zi)在螺栓孔處的(de)截面尺寸。這可以有(you)效消除應力(li)集中、提高轉子(zi)(zi)(zi)剛性(xing)(xing)和平(ping)衡性(xing)(xing)、增(zeng)加各級(ji)盤(pan)(pan)間的(de)斷(duan)裂裕度(du)、減(jian)輕發(fa)動(dong)機(ji)轉子(zi)(zi)(zi)重量、提高推重比，顯著(zhu)提高發(fa)動(dong)機(ji)性(xing)(xing)能。

　　但是國內尚未開展大(da)慣量(≥24000kgm2)、高(gao)轉(zhuan)(zhuan)速(≥600r/min)、大(da)頂(ding)鍛(duan)力(li)(≥1000t)的(de)(de)慣性摩擦(ca)(ca)焊(han)設(she)備(bei)研(yan)制(zhi)和(he)(he)焊(han)接工(gong)藝(yi)研(yan)究，國際上比較知名的(de)(de)摩擦(ca)(ca)焊(han)設(she)備(bei)和(he)(he)工(gong)藝(yi)提供商是美國的(de)(de)MTI公司，2014年制(zhi)造出全(quan)球最先進(jin)的(de)(de)自動(dong)化慣性摩擦(ca)(ca)焊(han)設(she)備(bei)(見圖(tu)17)，2016年研(yan)制(zhi)出全(quan)球最大(da)的(de)(de)慣性摩擦(ca)(ca)焊(han)設(she)備(bei)。摩擦(ca)(ca)焊(han)是典型的(de)(de)設(she)備(bei)和(he)(he)工(gong)藝(yi)緊(jin)密(mi)(mi)結合(he)的(de)(de)工(gong)藝(yi)技術，發(fa)動(dong)機的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)子設(she)計結構(gou)與(yu)摩擦(ca)(ca)焊(han)工(gong)藝(yi)參(can)數緊(jin)密(mi)(mi)相關，要求設(she)備(bei)具(ju)有極高(gao)的(de)(de)軸(zhou)向位(wei)(wei)置和(he)(he)跳動(dong)精(jing)(jing)度(du)、專用(yong)的(de)(de)主軸(zhou)和(he)(he)尾座工(gong)裝夾具(ju)、精(jing)(jing)確隨(sui)動(dong)的(de)(de)工(gong)件位(wei)(wei)置調(diao)整(zheng)控制(zhi)系統與(yu)機構(gou)、高(gao)精(jing)(jing)度(du)的(de)(de)主軸(zhou)與(yu)尾座同(tong)步(bu)定心旋轉(zhuan)(zhuan)隔離機構(gou)，并能根據轉(zhuan)(zhuan)子結構(gou)對設(she)備(bei)專用(yong)主軸(zhou)和(he)(he)尾座工(gong)裝夾具(ju)等進(jin)行不斷優化調(diao)整(zheng)。此外，摩擦(ca)(ca)焊(han)設(she)備(bei)在(zai)工(gong)作中各運動(dong)部位(wei)(wei)和(he)(he)液壓(ya)執行機構(gou)承受載荷和(he)(he)沖擊(ji)很大(da)，損耗(hao)嚴重，因此設(she)備(bei)的(de)(de)耐用(yong)度(du)和(he)(he)精(jing)(jing)度(du)保持性十分(fen)關鍵。

　　(2)電(dian)子束物(wu)理氣相(xiang)沉積設備(bei)

　　高壓渦(wo)輪葉片的(de)型面和緣板等部位(wei)需要涂(tu)(tu)覆熱(re)障涂(tu)(tu)層系統(tong)，以降低葉片表面溫度，延(yan)長其服役壽命。電子(zi)束物理氣相沉積是一種視線沉積方法，其在(zai)高真空中利用高能量電子(zi)束匯聚熔化并蒸(zheng)發陶(tao)(tao)瓷(ci)靶(ba)材(cai)，蒸(zheng)汽在(zai)零(ling)件表面上方達到最大密度并在(zai)基體(ti)表面沉積為(wei)固態(tai)，形成垂(chui)直于基體(ti)表面的(de)柱(zhu)(zhu)狀涂(tu)(tu)層。陶(tao)(tao)瓷(ci)涂(tu)(tu)層對缺陷和邊緣效(xiao)應較為(wei)敏感(gan)，在(zai)實際服役過程中，往往較小的(de)飛濺點(dian)和邊緣不規則即可(ke)引發熱(re)障涂(tu)(tu)層的(de)大面積剝落。此(ci)外，隨著渦(wo)輪前溫度提升(sheng)，葉片緣板不易沉積柱(zhu)(zhu)狀結構涂(tu)(tu)層的(de)問題凸顯。總體(ti)而言，渦(wo)輪葉片表面陶(tao)(tao)瓷(ci)面層應當具有均勻的(de)厚度、穩定的(de)柱(zhu)(zhu)狀晶結構、良好的(de)界面結合力和表面粗(cu)糙度。

　　面向渦輪葉片熱障涂(tu)層(ceng)在實際服役中的問題，根據電子束(shu)物理(li)氣相(xiang)沉積技(ji)術(shu)特點，其設備應當重點關(guan)注：①電子束(shu)對(dui)靶材熔池的精(jing)確掃描控制;②多維度且與蒸汽(qi)云(yun)匹配的零(ling)件旋轉機構(gou);③零(ling)組件基體的均勻預熱;④高能量電子槍的穩(wen)定性。

　　近年來，隨著渦輪(lun)(lun)葉(xie)片熱障(zhang)涂(tu)層在(zai)(zai)各型號航空發(fa)動機(ji)中(zhong)的普(pu)遍應用，電(dian)(dian)子(zi)束(shu)物理氣(qi)相(xiang)沉積設(she)備(bei)得到(dao)了(le)較(jiao)快發(fa)展。一(yi)方面(mian)(mian)，通過設(she)置(zhi)多自由(you)度(du)旋轉(zhuan)機(ji)構，在(zai)(zai)一(yi)定程(cheng)度(du)上(shang)降低了(le)葉(xie)片的遮擋(dang)效應，優化了(le)緣板表面(mian)(mian)涂(tu)層結構;另一(yi)方面(mian)(mian)，通過電(dian)(dian)子(zi)束(shu)蒸(zheng)發(fa)仿真研究，在(zai)(zai)傳統(tong)設(she)備(bei)中(zhong)引(yin)入雙電(dian)(dian)子(zi)槍(qiang)，既能(neng)預熱零件基體至900-1000℃，又可加熱陶瓷靶(ba)材(cai)，涂(tu)層整體性能(neng)得到(dao)了(le)一(yi)定程(cheng)度(du)提升，如圖(tu)18為渦輪(lun)(lun)葉(xie)片涂(tu)層設(she)備(bei)原理及(ji)噴涂(tu)熱障(zhang)涂(tu)層工藝(yi)過程(cheng)及(ji)涂(tu)層后的渦輪(lun)(lun)葉(xie)片。

　　(3)復材零件切削加工設備

　　廣(guang)泛使用(yong)復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是新一代航空發動機(ji)(ji)先(xian)進性的重要標志之(zhi)一，碳(tan)纖維增強樹脂基復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)可(ke)(ke)用(yong)于(yu)制備(bei)更(geng)大(da)、更(geng)輕的風(feng)扇(shan)葉(xie)(xie)片，輕質高強樹脂基復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)可(ke)(ke)用(yong)于(yu)制備(bei)風(feng)扇(shan)包容機(ji)(ji)匣[14]，甚至(zhi)在進氣(qi)(qi)機(ji)(ji)匣、風(feng)扇(shan)靜(jing)子葉(xie)(xie)片、壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)靜(jing)子葉(xie)(xie)片都(dou)采用(yong)樹脂基復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)實現減(jian)重目(mu)標。GEnx發動機(ji)(ji)應用(yong)陶瓷基復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的燃燒室(shi)、高壓(ya)(ya)渦輪(lun)、低(di)(di)壓(ya)(ya)渦輪(lun)和噴(pen)管實現葉(xie)(xie)片減(jian)重2/3，耐溫(wen)性提(ti)高20%，對耗油率改(gai)善(shan)的貢獻達(da)30%。應用(yong)鈦基復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)整體葉(xie)(xie)環、低(di)(di)壓(ya)(ya)軸，應用(yong)鋁(lv)基復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的低(di)(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)和外涵部件替換鋁(lv)合(he)金可(ke)(ke)以顯(xian)著提(ti)高發動機(ji)(ji)減(jian)重效果。

　　復合材料零件的連接處、邊緣等位置還需要經過鉆孔或者切削加工成形。由于復合材料的比強度、比彈性模量較金屬高許多倍，其導熱系數為金屬的幾十、幾百分之一，含有SiO2、碳化硅、碳化硼及(ji)陶瓷(ci)等高(gao)硬度的(de)(de)纖維或顆粒，因此(ci)切(qie)(qie)削(xue)過程中(zhong)粉塵(chen)污染大，刀具磨損快，適宜高(gao)速、輕載、鋒(feng)利切(qie)(qie)削(xue)。要求切(qie)(qie)削(xue)機(ji)床主軸能(neng)夠提(ti)供(gong)足(zu)夠高(gao)的(de)(de)轉(zhuan)速、較(jiao)好(hao)(hao)的(de)(de)主軸密封(feng)性能(neng)，且不能(neng)有任何滴油滴液現象，最(zui)好(hao)(hao)在切(qie)(qie)削(xue)位(wei)置(zhi)配置(zhi)吸塵(chen)裝(zhuang)置(zhi);切(qie)(qie)削(xue)環境全封(feng)閉，絲杠、導軌、主軸、工作臺運(yun)動部(bu)位(wei)有專(zhuan)門的(de)(de)密封(feng)設計，防(fang)止粉塵(chen)對(dui)機(ji)床運(yun)動位(wei)置(zhi)配合面造成污染，降低機(ji)床的(de)(de)損耗與故障率(lv);由(you)于復材零件多為(wei)已成形(xing)的(de)(de)薄壁結構(gou)件，工作臺應配置(zhi)有自啟(qi)動或液壓夾具接口功能(neng)，最(zui)好(hao)(hao)能(neng)提(ti)供(gong)專(zhuan)用的(de)(de)環形(xing)件或復雜曲面薄壁件自適應裝(zhuang)夾夾具。

　　(4)增材(cai)制造設備

　　航空發動機(ji)中不(bu)少零部件采(cai)用(yong)高性(xing)能(neng)、高可靠(kao)、輕量化(hua)整體結構，使得零件結構趨向復雜化(hua)和(he)功(gong)能(neng)結構一體化(hua)，傳統加工方式不(bu)能(neng)滿足設(she)計快速迭代需求，而(er)增材制(zhi)(zhi)造具備制(zhi)(zhi)造周期短、小批量生產成本低的(de)特點(dian)，較好地解決(jue)了發動機(ji)研制(zhi)(zhi)階(jie)段快速響(xiang)應的(de)難(nan)題(ti)。

　　現(xian)階(jie)段(duan)，鋪(pu)粉(fen)(fen)式增材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)設(she)備(bei)在航(hang)空發(fa)動機(ji)中應(ying)用(yong)(yong)較為廣泛(fan)，發(fa)展(zhan)(zhan)重(zhong)(zhong)點有以下幾點：首先(xian)，出(chu)(chu)于(yu)對工藝開發(fa)的(de)(de)(de)需求，設(she)備(bei)應(ying)具備(bei)更(geng)(geng)(geng)高(gao)的(de)(de)(de)開放水平，參數可調性更(geng)(geng)(geng)高(gao)，例如嚴重(zhong)(zhong)制(zhi)(zhi)約成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)件尺(chi)(chi)寸(cun)極(ji)(ji)限的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)光(guang)斑直徑(jing)若(ruo)能(neng)(neng)控制(zhi)(zhi)在0.05mm或者(zhe)更(geng)(geng)(geng)小，才(cai)能(neng)(neng)更(geng)(geng)(geng)好(hao)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)小于(yu)0.1mm的(de)(de)(de)壁厚結(jie)構。其次，大(da)(da)尺(chi)(chi)寸(cun)、多激(ji)光(guang)束鋪(pu)粉(fen)(fen)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)設(she)備(bei)無(wu)論在降低(di)(di)單件成(cheng)(cheng)(cheng)本還是(shi)(shi)(shi)(shi)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)大(da)(da)尺(chi)(chi)寸(cun)零(ling)件層面都具有優勢，但需注重(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)倉風場和氧含量(liang)控制(zhi)(zhi)，以及一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)加熱保溫能(neng)(neng)力(li)(降低(di)(di)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)過程熱應(ying)力(li)開裂(lie)風險)。再(zai)者(zhe)，設(she)備(bei)智(zhi)能(neng)(neng)流水化(hua)是(shi)(shi)(shi)(shi)降低(di)(di)成(cheng)(cheng)(cheng)本、提(ti)高(gao)生產效率(lv)的(de)(de)(de)最(zui)有效手段(duan)，各(ge)部分(fen)的(de)(de)(de)模塊化(hua)不僅會(hui)減少零(ling)件收取、成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)準備(bei)等的(de)(de)(de)待機(ji)時(shi)間(jian)(jian)，極(ji)(ji)大(da)(da)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)利用(yong)(yong)率(lv)，同時(shi)可減少操作人(ren)員與粉(fen)(fen)末的(de)(de)(de)接觸;設(she)備(bei)的(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)將具備(bei)更(geng)(geng)(geng)完善(shan)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)過程監控功(gong)能(neng)(neng)，不僅僅是(shi)(shi)(shi)(shi)現(xian)階(jie)段(duan)單純的(de)(de)(de)拍(pai)攝記錄成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)過程，還應(ying)具備(bei)異常情況報(bao)警提(ti)示甚至簡單問題自主處(chu)理能(neng)(neng)力(li)。最(zui)后，增材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)大(da)(da)批量(liang)采用(yong)(yong)必須建立在設(she)備(bei)穩定(ding)(ding)可靠的(de)(de)(de)基礎上，減少各(ge)設(she)備(bei)間(jian)(jian)差異才(cai)能(neng)(neng)更(geng)(geng)(geng)好(hao)控制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)件質(zhi)量(liang)穩定(ding)(ding)性，主要(yao)監控方(fang)面是(shi)(shi)(shi)(shi)激(ji)光(guang)器的(de)(de)(de)光(guang)斑大(da)(da)小、出(chu)(chu)光(guang)功(gong)率(lv)、聚焦能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性，成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)空間(jian)(jian)的(de)(de)(de)一(yi)致性。此外，復雜零(ling)件內部結(jie)構無(wu)法有效進行表面處(chu)理，鑒于(yu)現(xian)階(jie)段(duan)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)精度(du)(du)和粗糙度(du)(du)的(de)(de)(de)限制(zhi)(zhi)，增減材(cai)復合制(zhi)(zhi)造(zao)也是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)發(fa)展(zhan)(zhan)方(fang)向，但重(zhong)(zhong)點需解決加工帶來的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)、金屬(shu)屑污染粉(fen)(fen)末材(cai)料以及影響鋪(pu)粉(fen)(fen)質(zhi)量(liang)、粉(fen)(fen)末利用(yong)(yong)率(lv)低(di)(di)等問題。

　　(5)微孔(kong)精密加工設備

　　航空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)熱(re)端零(ling)件諸如渦輪葉(xie)片、燃燒室、渦輪外環等(deng)曲面(mian)(mian)(mian)及復雜型面(mian)(mian)(mian)高(gao)精(jing)度零(ling)組件表面(mian)(mian)(mian)分布有(you)(you)數(shu)量(liang)眾多的(de)(de)(de)超精(jing)細微小(xiao)氣(qi)(qi)膜冷卻(que)孔，以(yi)降低其(qi)表面(mian)(mian)(mian)溫度。傳統的(de)(de)(de)微孔加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)方法包括(kuo)機(ji)械鉆削加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、電火花穿孔加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、電液束射(she)流加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)以(yi)及相關的(de)(de)(de)復合加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)等(deng)，但在冶金質量(liang)、加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)精(jing)度或加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)效率上，愈發(fa)(fa)難以(yi)滿(man)足高(gao)精(jing)度氣(qi)(qi)膜孔加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)技(ji)術要(yao)求(qiu)。此外，此類熱(re)端零(ling)組件表面(mian)(mian)(mian)通常(chang)涂(tu)覆有(you)(you)熱(re)障(zhang)涂(tu)層(ceng)，以(yi)隔絕(jue)高(gao)溫燃氣(qi)(qi)，進一步降低表面(mian)(mian)(mian)溫度。先(xian)進工(gong)(gong)(gong)(gong)藝方法通常(chang)選(xuan)擇(ze)(ze)先(xian)涂(tu)層(ceng)后制孔方案，以(yi)避免涂(tu)覆熱(re)障(zhang)涂(tu)層(ceng)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝過程中造成的(de)(de)(de)鎖孔和堵(du)孔現象(xiang)。目前，激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)技(ji)術由于對材料去除無(wu)選(xuan)擇(ze)(ze)性(xing)，且加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)精(jing)度及可靠性(xing)高(gao)，因而其(qi)應(ying)用范圍不斷擴(kuo)大。常(chang)見的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)技(ji)術包括(kuo)長(chang)脈沖激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、超快激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)和水導激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)。

　　火焰筒等(deng)薄壁環形鍛(duan)件(jian)(jian)(jian)通常(chang)使(shi)用長脈沖激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)工，加(jia)(jia)(jia)工過(guo)程中由(you)(you)于(yu)激(ji)光(guang)能(neng)量高會(hui)引(yin)起薄壁零件(jian)(jian)(jian)局部變(bian)形。高壓渦輪葉片等(deng)復雜曲面(mian)(mian)精(jing)鑄件(jian)(jian)(jian)通常(chang)使(shi)用超快激(ji)光(guang)或水(shui)導(dao)激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)工，但由(you)(you)于(yu)鑄造誤(wu)差，在(zai)氣(qi)膜孔定(ding)(ding)位(wei)和解析過(guo)程中造成加(jia)(jia)(jia)工位(wei)置(zhi)度偏移(yi)等(deng)問題，且(qie)由(you)(you)于(yu)零件(jian)(jian)(jian)存在(zai)極狹窄空腔，易發生激(ji)光(guang)擊傷零件(jian)(jian)(jian)內腔的(de)現象，異形角度微(wei)孔加(jia)(jia)(jia)工難度尤其(qi)大。解決以(yi)(yi)上問題，往(wang)往(wang)一(yi)方(fang)面(mian)(mian)需(xu)要設(she)備和加(jia)(jia)(jia)工程序在(zai)加(jia)(jia)(jia)工過(guo)程中予以(yi)(yi)自(zi)適應(ying)修正，另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)需(xu)要通過(guo)智能(neng)檢測(ce)系統進行激(ji)光(guang)控制。綜合考慮熱(re)端零組件(jian)(jian)(jian)的(de)氣(qi)膜孔加(jia)(jia)(jia)工技(ji)(ji)術指標，激(ji)光(guang)加(jia)(jia)(jia)工技(ji)(ji)術及設(she)備應(ying)當重點(dian)關注以(yi)(yi)下幾(ji)點(dian)：①長脈沖高能(neng)量激(ji)光(guang)器(qi)的(de)穩定(ding)(ding)性(xing);②超快激(ji)光(guang)和水(shui)導(dao)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)穩定(ding)(ding)性(xing)和功率;③配置(zhi)六點(dian)定(ding)(ding)位(wei)和自(zi)適應(ying)加(jia)(jia)(jia)工模塊(kuai);④設(she)備的(de)高定(ding)(ding)位(wei)精(jing)度和重復定(ding)(ding)位(wei)精(jing)度;⑤配置(zhi)高靈敏度的(de)激(ji)光(guang)穿(chuan)透檢測(ce)系統。

　　近年(nian)來，超快激光(guang)器的研制得到顯著提(ti)升(sheng)，功(gong)率(lv)從數(shu)瓦(wa)提(ti)升(sheng)至數(shu)十瓦(wa)乃至數(shu)百瓦(wa)，使其(qi)加(jia)工效(xiao)率(lv)大幅(fu)提(ti)升(sheng)，工藝裝(zhuang)備(bei)也在(zai)航空發(fa)動機渦輪葉(xie)片中得到應(ying)用。此外，長脈沖激光(guang)加(jia)工裝(zhuang)備(bei)和超快激光(guang)加(jia)工裝(zhuang)備(bei)均集成了穿透監(jian)測(ce)模(mo)(mo)塊、功(gong)率(lv)監(jian)測(ce)模(mo)(mo)塊、終端監(jian)測(ce)模(mo)(mo)塊、三維(wei)自適應(ying)定位模(mo)(mo)塊、高精度激光(guang)測(ce)距模(mo)(mo)塊等(deng)，使得其(qi)既能有效(xiao)應(ying)對(dui)鑄造和加(jia)工帶來的零件尺寸偏(pian)差，又(you)可(ke)在(zai)一定程度上(shang)避免激光(guang)加(jia)工易發(fa)生的對(dui)壁擊(ji)傷等(deng)問題。

　　a.五軸超快(kuai)激(ji)光制孔(kong)設備 b.六軸長脈沖激(ji)光制孔(kong)設備

　　4數控系統與CAM系統的需求分析

　　航空發動機(ji)零件的(de)(de)特征(zheng)多樣(yang)性(xing)(xing)和(he)復(fu)(fu)雜性(xing)(xing)要求機(ji)床(chuang)數(shu)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)在(zai)(zai)功能(neng)(neng)選擇方面要更加(jia)多樣(yang)化。葉盤(pan)(pan)進(jin)排氣邊、噴嘴(zui)小微活門組件、盤(pan)(pan)類(lei)榫槽以(yi)及難加(jia)工(gong)(gong)材料的(de)(de)高(gao)效(xiao)、高(gao)表面質量(liang)加(jia)工(gong)(gong)，都要求機(ji)床(chuang)能(neng)(neng)在(zai)(zai)極(ji)限(xian)性(xing)(xing)能(neng)(neng)狀況(kuang)下穩(wen)定(ding)運行(xing)，這(zhe)就(jiu)需(xu)要數(shu)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)提供強(qiang)大的(de)(de)功能(neng)(neng)支撐。由于長(chang)期(qi)在(zai)(zai)極(ji)限(xian)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)惡劣工(gong)(gong)況(kuang)下工(gong)(gong)作，機(ji)床(chuang)就(jiu)容(rong)易發生故障(zhang)。好的(de)(de)數(shu)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)在(zai)(zai)極(ji)限(xian)切削過程中能(neng)(neng)保持更加(jia)穩(wen)定(ding)的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，在(zai)(zai)遇到各類(lei)機(ji)械(xie)故障(zhang)時能(neng)(neng)及時預防并采(cai)取相應的(de)(de)應急措施，也能(neng)(neng)比較容(rong)易恢(hui)復(fu)(fu)正常。對(dui)機(ji)床(chuang)用(yong)戶來說(shuo)，數(shu)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)使(shi)用(yong)流(liu)暢性(xing)(xing)、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和(he)可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)(xing)至為關鍵。人性(xing)(xing)化的(de)(de)交互式界面設計、豐富的(de)(de)功能(neng)(neng)配(pei)置和(he)支持多種(zhong)接口(kou)與標準的(de)(de)兼容(rong)性(xing)(xing)更容(rong)易提高(gao)操作者的(de)(de)使(shi)用(yong)粘性(xing)(xing)。航空發動機(ji)零件的(de)(de)復(fu)(fu)雜特征(zheng)對(dui)編程要求很高(gao)，好的(de)(de)數(shu)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)與專用(yong)的(de)(de)CAM軟(ruan)件集成在(zai)(zai)一(yi)起更容(rong)易獲得(de)用(yong)戶認可(ke)(ke)。

　　智能化的(de)CAM功能，內置典(dian)型特征參(can)數(shu)(shu)推(tui)薦和(he)動(dong)(dong)態(tai)功能，確保高速加(jia)(jia)工(gong)時的(de)輪廓(kuo)精(jing)確度;可根據(ju)加(jia)(jia)工(gong)參(can)數(shu)(shu)實時調節(jie)傳動(dong)(dong)參(can)數(shu)(shu);對于整體葉盤、葉片、噴嘴組件等(deng)復雜型面(mian)零件，控(kong)制(zhi)系統與曲面(mian)建模(mo)工(gong)具完美(mei)結合，能夠(gou)(gou)自動(dong)(dong)配(pei)置優化數(shu)(shu)控(kong)路徑規劃，進行樣條(tiao)擬合、包封、修補和(he)邊(bian)緣擬合以實現最佳幾何精(jing)度、表(biao)面(mian)質量和(he)生產率;根據(ju)余(yu)量分布自動(dong)(dong)匹配(pei)粗加(jia)(jia)工(gong)策略，自動(dong)(dong)推(tui)薦精(jing)加(jia)(jia)工(gong)中型面(mian)搭接參(can)數(shu)(shu)，避免(mian)出現接刀痕(hen)，能夠(gou)(gou)自動(dong)(dong)檢查參(can)數(shu)(shu)突變區域，避免(mian)啃刀、咬(yao)邊(bian)等(deng)加(jia)(jia)工(gong)缺(que)陷;配(pei)置有集成(cheng)式(shi)后處理程(cheng)序。