在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（以下简称“04专项”）的支持下，中国航发动力股份有限公司承担了“航空发动机精锻叶片自适应砂带磨削中心研制及应用”课题（编号：2014ZX04001031），目标是，针对航发精锻叶片的工艺特点，研究航发精锻叶片易干涉部位的磨削加工工艺与方法、在线检测与校准技术、七轴联动叶片砂带磨削刀位计算与刀轨优化技术，以及磨削加工过程自适应控制技术、磨削加工中心可靠性控制技术等关键技术；开发具有自主知识产权的离线磨削刀位计算及刀轨优化软件系统、在线检测与校准软件系统以及自适应磨削过程控制软件系统；研制的航发精锻叶片自适应砂带磨削中心,实现一次装夹完成多种尺寸的发动机叶片叶尖、型面、进/排气边、叶根圆角和凸台过渡区部位的磨削集成加工。所加工的航发精锻叶片的型面及进排气边缘粗糙度和轮廓度满足设计要求，磨削中心的整体技术水平要达到国际先进水平,满足国内航空发动机制造、再制造企业对叶片精密加工的自动、高效以及质量一致性的需求，推进叶片制造、再制造技术创新及我国航空产业的发展。研制周期为2014年1月至2018年7月。

围绕上述目标，课题重点研究并突破了以下6项关键技术：

1. 叶片磨削理论与可靠性控制技术；

2. 在线测量与自适应控制技术；

3. 自适应数控磨削中心设计制造及可靠性分析；

4. 航发叶片砂带磨工艺应用验证及工装技术；

5. 数控系统应用示范及可靠性；

6. 绝对式光栅功能部件应用示范及可靠性。

基于对上述6项技术的研究，研制出了具有自主知识产权的三维测量系统，开发出了实现轨迹规划、在线过程控制等功能的智能控制软件。研制出的2 台航空发动机精锻叶片自适应砂带磨削中心，具备在线检测、快速模型重构、快速装夹和自适应磨削等功能，能够对长度 20～300mm的发动机叶片进行自动砂带磨削加工，一次装夹即可完成型面、进排气边、叶根圆角和凸台过渡区的磨削集成加工，并能实现叶片型面的粗磨及精磨。加工效果为：表面粗糙度≤Ra 0.4μm；叶片型面轮廓度：距排气缘 3mm 范围内≤0.06mm，其余区域≤0.10mm。由此，形成了发动机叶片砂带磨削的成熟工艺。目前，该磨削中心已完成了6种约700片航空发动机叶片的加工应用验证满足了用户的使用要求。

在取得阶段性成效后，课题组成员通过产、学、研、用联合攻关，继续对国产装备进行了工艺优化，从而在工艺的拉动下，形成了订制化的专用设备，进一步地促进了工艺技术的成熟。

本课题的实施，意义重大，主要表现在：

1. 为积极响应“航空发动机自主研发”的国家战略提供了技术支撑。长期以来，信息安全一直是困扰航空发动机自主研发的主要问题之一,本课题的实施通过为航空发动机制造领域提供替代进口的国产装备成套解决方案，不仅保障了军工企业的信息安全，还提升了用户的使用信心。

2. 本课题集中应用了04专项成果，形成了国产装备的集成制造能力，逐步实现了国产设备的敢用、能用、好用和替代。

3. 发挥航空发动机的引领作用，实现了国产高档数控装备在军工领域的集群示范应用。

4. 打破了国外技术封锁，改变了我国航空发动机企业长期主要依靠进口数控机床和数控系统的局面。

5. 提升了发动机典型零部件的制造能力，缩短了航空发动机研制的迭代周期，保障了型号的研制任务。

6. 实现了航空发动机的工艺优化和高效低成本加工。

总之，本课题的实施对于拉动国产机床在航空发动机制造领域的应用发挥了一定的作用，但研制成果尚需得到持续的适应性优化，以及建立使用/维护标准体系。同时，国产装备还应向柔性化、成线、组线和智能制造的方向发展。这些，需要得到国家的持续支持。此外，建议今后国家在关注金属切削设备的同时，重视夹具的有效应用，满足航空发动机高效、高质量的加工需求。

作为用户企业，中国航发动力股份有限公司愿意结合自身的新工艺研发、新产品研制和新技术应用，通过多种合作形式，继续与上游企业一起，研发、设计并制造专用的加工设备，以满足航空发动机产品科研、生产的需要，真正实现针对不同代次发动机的先进制造和工艺验证。

精锻叶片自适应砂带磨削中心