第25卷第2期2004年3月航空学报 ACTA AERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA Vol 125No 12Mar 1 2004 文章编号:100026893(2004 022******* 整体叶盘数控加工技术研究 任军学, 张定华, 王增强, 刘维伟, 汪文虎 (西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室, 陕西西安710072 R esearch on the NC Machining T echnique of B lisk REN J un 2xue , ZHAN G Ding 2hua , WAN G Zeng 2qiang , L IU Wei 2wei , WAN Wen 2hu (The K ey Laboratory of Contemporary Design and Integrated Manufacturing , of China , Northwestern Polytechnical University , an , 摘要:。, 提出了一种整体, 、最佳刀轴方向的、加工变形处理和叶片与刀具减振技术等。给, 证明了所提方法的先进性和有效性。关键词:; 五坐标数控加工; 刀轴方向; 变形与振动控制中图分类 号:V261文献标识码:A Abstract :Blisk is a new integrated structure of blades and disk actually used in the aero 2engine of high thrust 2weight ratio. Based on the study of the state 2of 2the 2art of the Blisk manufacturing technology worldwide , a convenient manufacturing process and key technique of 52axis NC machining are proposed in this paper , Such novelties include analyses of blisk 2tunnel feature and partition of manufacturing area , determination of optimal orientation of cutter axis and its refinement , efficient rough 2cutting of the tunnel , high 2precision shaping , control of Blisk distortion and vibration
!加工制造# 现代机械制造技术及其发展趋势 王世敬温筠X (石油大学(华东)机电工程学院) 摘要简述了机械制造技术的发展历程,国内外现代机械制造技术的现状及最新成就与进展,我国在发展现代机械制造技术的基本情况、差距及动向。在大量研究分析的基础上,预测了21世纪机械制造技术的3个发展方向:(1)全球化,其技术基础是网络化、标准化和集成化;(2)虚拟化,即设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术;(3)绿色化,即通过绿色生产过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理)生产出产品,使用完后经绿色处理后加以回收利用。 关键词机械制造现状发展趋势 机械制造技术的发展历程 机械制造业是国民经济最重要的基础产业,而机械制造技术的不断创新则是机械工业发展的技术基础和动力。 机械制造业发展至今,按其生产方式的变化可划分为: (1)劳动密集型生产方式。手工制作及早期的工业生产均属于这种方式。 (2)设备密集型生产方式。这是一种随着运输机械、施工机械和机床等大规模工业化生产的出现而产生的生产方式。汽车、拖拉机、轴承等大批量生产中的刚性生产流水线均属于这种生产方式。 (3)信息密集型生产方式。从20世纪初期开始出现了数控机床、加工中心等新型机电一体化加工设备。它实现了人与机器设备之间的信息交流,机器设备可通过获得的信息,快速、准确地实现加工,继而产生了使用这些典型设备的生产方式。 (4)知识密集型生产方式。这种生产方式是制造理念的飞跃,把单向的产品制造链组成为有机的制造系统,其中的物流系统、信息流系统、能量流系统等相互依赖、相互作用、相互协调。这种制造系统不单能与人进行信息交流,而且本身具有专家系统、数据库等必要的解决问题的知识,使其能在获取较少信息的情况下完成加工要求。柔性制造系统(FM S)、计算机集成制造系统(CIM S)是这种生产方式的典型代表。 (5)智能密集型生产方式。这是目前正在研究和实施的一种全新的生产方式。它试图使用制造系统本身具有的人工智能,并引入了新的制造哲理和组织形式。因此,这种制造技术能够快速响应市场的变化,超前地开发产品,实现多品种产品的全过程管理。这种制造技术的实施,将使人们梦寐以求的/无图纸加工0、/无人化加工0、/无害化加工0成为可能。目前正在研究的智能制造系统(IMS)、智能型计算机集成制造系统(I-CIMS)、敏捷制造等就属于这种生产方式。 现代制造技术的涵义相当广泛。一般认为,现代制造技术是以传统制造技术与计算机技术、信息技术、自动控制技术等现代高新技术交叉融合的结果,是一个集机械、电子、信息、材料与管理技术于一体的新型交叉学科,它使制造技术的技术内涵和水平发生了质的变化。因此,凡是那些能够融合 # 21 # 2002年第30卷第11期 石油机械CHINA PETROLEUM MACHINERY X温筠,讲师,生于1972年,1998年毕业于石油大学(华东)石油机械工程专业,获硕士学位。现从事机械设计制造工艺的教学和科研工作。地址:(257062)山东省东营市。电话:(0546)8392093(H)。第一作者王世敬简介见本刊2002年第8期。 (收稿日期:2002-04-05;修改稿收到日期:2002-05-31)
航空发动机试验测试技术 航空发动机是当代最精密的机械产品之一，由于航空发动机涉及气动、热工、结构与 强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，一台发动机内有十几个部件和 系统以及数以万计的零件，其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机 其它分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很 高的要求，因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。在有良好技术储备的基础上，研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时 的部件及系统试验，需要庞大而精密的试验设备。试验测试技术是发展先进航空发动机的 关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部 件和整机性能的重要判定条件。因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。 从航空发动机各组成部分的试验来分类，可分为部件试验和全台发动机的整机试验， 一般也将全台发动机的试验称为试车。部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面 叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组 件的强度、振动试验等。整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试 验等。下面详细介绍几种试验。 1进气道试验 研究飞行器进气道性能的风洞试验。一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验，主 要是验证和修改初步设计的进气道静特性。然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的 缩尺模型试验，以便验证进气道全部设计要求。进气道与发动机是共同工作的，在不同状 态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配，相容性要好。实现相容目前主要依靠 进气道与发动机联合试验。 2，压气机试验 对压气机性能进行的试验。压气机性能试验主要是在不同的转速下，测取压气机特性 参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等)，以便验证设计、计算是否正确、合理，找出 不足之处，便于修改、完善设计。压气机试验可分为： (1)压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件，在压气机试验台上按任务要求进行的试验。 (2)全尺寸压气机试验：用全尺寸的压气机试验件在压气机试验台上测取压气机特性，确定稳定工作边界，研究流动损失及检查压气机调节系统可靠性等所进行的试验。 (3)在发动机上进行的全尺寸压气机试验：在发动机上试验压气机，主要包括部件间的匹配和进行一些特种试验，如侧风试验、叶片应力测量试验和压气机防喘系统试验等。 3，燃烧室试验 在专门的燃烧室试验设备上，模拟发动机燃烧室的进口气流条件(压力、温度、流量) 所进行的各种试验。主要试验内容有：燃烧效率、流体阻力、稳定工作范围、加速性、出 口温度分布、火焰筒壁温与寿命、喷嘴积炭、排气污染、点火范围等。 由于燃烧室中发生的物理化学过程十分复杂，目前还没有一套精确的设计计算方法。因此，燃烧室的研制和发展主要靠大量试验来完成。根据试验目的，在不同试验器上，采 用不同的模拟准则，进行多次反复试验并进行修改调整，以满足设计要求，因此燃烧室试 验对新机研制或改进改型是必不可少的关键性试验。
《现代制造技术》课程讨论专题报告 专题名称：电解加工和电解磨削 专业年级： 班级： 专题成员： 指导老师： 文天学院机械工程系 2015年11月
目录前言 一、电解加工 1.1、电解加工的加工原理 1.2、电解加工的特点 1.3、电解加工的基本工艺规律1.4、电解加工的应用 1.5、电解加工的现状和展望 二、电解磨削 2.1、电解磨削的加工原理 2.2、电解磨削特点 2.3、电解磨削加工工艺 2.4、电解磨削的应用 2.5电解磨削的前景
前言 随着高精度复杂零件的不断出现，传统的加工方法越来越难满足工程上的需要。从而特种加工方法产生了。 电解加工作为先进制造技术中的一支重要方面军，在制造业中发挥着重要的作用。它对难加工的材料可以以柔克刚，对形状复杂的零件可以一次成型，并以表面质量好、生产率高、无工具损耗、无切削应力等优点。我国最早研究并成功应用电解加工技术是原兵器工业部西安昆仑机械厂的深孔和膛线加工。 随着21世纪信息、生物、微纳技术的发展及其对制造技术不断增长的需求，微细加工将成为制造相应装备的重要手段，电解加工进行材料去除是以离子溶解的形式进行的，这种去除方式使得电解加工具有微细加工的可能。目前国内外制造业均十分关注微细电化学加工的发展，将电解加工高速去除金属的理念用到传统电化学过程中，是促进该项技术进步的有效途径，微细电化学加工就不仅仅指静态条件下的掩膜电化学刻蚀了。 电解加工既具有高速加工大而复杂零件的能力，电化学离子级的蚀除机理又使之具有微细加工的潜质，向精密、微细加工进军也是电解加工的发展方向。电解加工高速去除金属的实践对电化学的发展有深远影响，任重而道远。 电解磨削是电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工，又称电化学磨削，英文简称ECG。电解磨削是20世纪50年代初美国人研究发明的。原理是工件作为阳极与直流电源的正极相连；导电磨轮作为阴极与直流电源的负极相连。 电解磨削适合于磨削各种高强度﹑高硬度﹑热敏性﹑脆性等难磨削的金属材料，如硬质合金﹑高速钢﹑钛合金﹑不锈钢﹑镍基合金和磁钢等。用电解磨削可磨削各种硬质合金刀具﹑塞规﹑轧辊﹑耐磨衬套﹑模具平面和不锈钢注射针头等。电解磨削的效率一般高于机械磨削，磨轮损耗较低，加工表面不产生磨削烧伤﹑裂纹﹑残余应力﹑加工变质层和毛刺等，表面粗糙度一般为R 0.63～0.16微米，最高可达R 0.04～0.02微米。采用适应控制技术，可进一步提高电解磨削的加工稳定性和自动化程度。同时，为了提高加工精度，采用兼有纯机械磨削能力的导电磨轮，粗加工时靠电解磨削的高效率完成大部分加工量，然后切断电解电源，靠纯机械磨削磨掉精加工余量，这样能显着提高加工精度。电解磨削方式已从平面磨削扩大到内圆磨削﹑外圆磨削和成形磨削。电解加工的原理也可与珩磨和超精加工结合起来，成为电解珩磨和电解超精加工。
ARTICLES 学术论文 引言 航空发动机的设计、材料与制造技术对于航空工业的发展起着关键性的作用，先进的航空动力是体现一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一。随着航空科技的迅速发展，面对不断提高的国防建设要求，航空发动机必须满足超高速、高空、长航时、超远航程的新一代飞机的需求。 近年来，航空工业发达国家都在研制高性能航空发动机上投入了大量的资金和人力，实施一系列技术开发和验证计划，如“先进战术战斗机发动机计划（ATFE ）”、“综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET ）计划”及后续的VAATE 计划、英法合作军用发动机技术计划（AMET ）等。在这些计划的支持下，美国的F119、欧洲的 EJ200、法国的M88和俄罗斯的AL-41F 等推重比10 一级发动机陆续问世。 为了提高发动机的可靠性和推力，先进高性能发动机采用了大量新材料，且结构越来越复杂，加工精度要求越来越高，对制造工艺提出了更高的要求。而且，在新一代航空发动机性能的提高中，制造技术与材料的贡献率为 50%~70%，在发动机减重方面，制造技术和材料的贡献率占70%~80%，这也充分表明先进的材料和工艺是航空发动机实现减重、增效、改善性能的关键。 1 航空发动机的材料、结构及工艺特点 在提高发动机可靠性和维护性的同时，为了提高发动机的推力和推重比，航空发动机普遍采用轻量化、整体化结构，如整体叶盘、叶环结构。钛合金、镍基高温合金，以及比强度高、比模量大、抗疲劳性能好的树脂基复合材 先进航空发动机关键制造技术研究 黄维，黄春峰，王永明，陈建民 （中国燃气涡轮研究院，四川 江油 621703） Key manufacturing technology research of advanced aero-engine HUANG Wei ，HUANG Chun-feng ，WANG Yong-ming ，CHEN Jian-min （China Gas Turbine Establishment ，Jiangyou 621703，China ） Abstract ：This paper describes the features of aero-engine material ，structure and technology ，and then ，development status and trend of key manufacturing technology for advanced aero-engine was analyzed. Finally ，the development of advanced aero-engine manufacturing technology in China is introduced and some proposals are put forward. Key Words ： aero-engine ，manufacturing ，summarization 作者简介： 黄维（1982—），男，四川仁寿人，中国燃气涡轮研究院助理工程师，主要从事工艺技术研究。E-mail ：huangwei611@https://www.doczj.com/doc/3d3253825.html,
文章编号：1000-6893（2004）02-0205-04 整体叶盘数控加工技术研究 任军学，张定华，王增强，刘维伟，汪文虎 （西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安 710072） Research on the NC Machining Technigue of Blisk REN Jun-xue ，ZHANG Ding-hua ，WANG Zeng-giang ，LIU Wei-wei ，WANG Wen-hu （The Key Laboratory of Contemporary Design and Integrated Manufacturing Technoiogy ，Education Ministry of China ， Northwestern Poiytechnicai University ，Xi*an 710072，China ） 摘 要：整体叶盘是高推比航空发动机采用的新结构。分析了国际同类整体叶盘制造技术，提出了一种整体 叶盘复合制造工艺方案及五坐标数控加工的关键技术，包括叶盘通道分析与加工区域划分、最佳刀轴方向的确定与光顺处理、通道的高效粗加工技术、型面的精确加工技术、加工变形处理和叶片与刀具减振技术等。给出了该研究成果在预研型号中的应用实例，证明了所提方法的先进性和有效性。关键词：整体叶盘；五坐标数控加工；刀轴方向；变形与振动控制中图分类号：V261 文献标识码：A Abstract ：Biisk is a new integrated structure of biades and disk actuaiiy used in the aero-engine of high thrust-weight ratio.Based on the study of the state-of-the-art of the Biisk manufacturing technoiogy woridwide ，a convenient manufacturing pro-cess and key technigue of 5-axis NC machining are proposed in this paper ，Such noveities inciude anaiyses of biisk-tunnei feature and partition of manufacturing area ，determination of optimai orientation of cutter axis and its refinement ，efficient rough-cutting of the tunnei ，high-precision shaping ，controi of Biisk distortion and vibration reduction of cutter and biade.Preiiminary resuits of cutting test verify the vaiidity of the technigues mentioned above. Key words ：biisk ；5-axis NC machining ；cutter axis orientation ；controi of distortion and vibration 近年来，国外航空发达国家在新型航空发动机结构设计中采用了称之为整体叶盘（biisk ）的最新结构。与传统的叶片和轮盘装配结构相比，整体叶盘将叶片和轮盘设计成一个整体，省去了榫头、榫槽和锁紧装置，避免了榫头气流损失、减少了结构重量和零件数量；在气动布局上采用了宽弦、弯掠叶片和窄流道，从而提高了气动效率。由于整体叶盘使发动机结构大为简化，推重比和可靠性进一步提高，因而在新研制的第四代战斗机所配套的高推比发动机上得到了成功的应用。 1国内外整体叶盘制造技术现状 从目前所收集到的资料来看［1］ ，国外采用的 整体叶盘结构形式主要有如图1所示的3种典型结构：（a ）闭式结构———带箍整体叶盘；（b ）开式结构———不带箍整体叶盘；（c ）大小叶片转子结构———开式结构中大叶片间含有小叶片。 由于整体叶盘是高速旋转部件，既要达到减重和精确平衡要求，又要提高疲劳强度，因而其制 造技术难度特别大。整体叶盘毛坯一般采用钛合 图13种典型整体叶盘结构Fig.1 Three typicai structures of biisk 收稿日期：2003-06-17；修订日期：!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2003-12-15 第25卷第2期航空学报 Voi.25No.22004年3月ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA Mar.2004
现代制造技术及其发展趋向 王先逵 (清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所,北京100084) 摘要:从历史和现代的角度分析现代制造技术的形势和特点,论述制造技术的永恒性和广义制造论(大制造),重点论述工艺核心论,分析制造工艺技术的核心作用和现代制造工艺理论及技术的发展。根据当前制造业的形势,提出现代制造技术的重点发展方向和任务。 关键词:现代制造技术;永恒性;广义制造论;制造工艺技术 中图分类号:TH9文献标识码:A文章编号:1671)3133(2008)01)0001)08 M odern manufacturi ng technology and its devel op m ent W ang X ian-kui (Dep.t o f Precisi o n I nstr um ents,Tsi n ghua Un i v ersity,Beiji n g100084,CHN) Abstrac t:T he situa ti on and feature are analyzed accord i ng to both history and m odern,and t he etern ity o fm anufacturi ng techno lo-gy and broad sense of m anu fact ur i ng theory(/L arge M anufacturing0)are d iscussed.In the sa m e ti m e,the core acti on and the de-ve l op m ent of process t heory and technology i s ana l y zed.In t he last,t he deve lop m ent d i rections of m echan ica l manu fac t ur i ng sc-i ence techno logy are m en tioned. K ey word s:M ode rn m anufacturing techno logy;E tern ity;Broad sense of m anufacturi ng t heory;M anufactur i ng process techno l ogy 1现代制造技术的形势和特点 111现代制造技术的沿革 我国现代制造技术的发展有两次比较大的变革,一次是在上世纪50年代,原苏联援助146项工程,打下了现代制造的基础,当时我国已能独立生产飞机、汽车、火车、拖拉机、发电设备、钢铁等产品,应该是居于比较先进的水平,有了长足的进步。但在此后的30年内,由于种种原因,一直进步不大。另一次是在上世纪80年代,改革开放,从国外引进大量的先进制造技术和装备,我国的制造技术水平有了很大的提高,已经能够生产现代化的机械产品。纵观这两次变革,其特点都是从国外直接引进技术,但自我进行消化、吸收和创新不够,这就给我国制造业的发展带来了一些负面影响,一个根本的问题是如何自主创新和自我发展。 从世界制造强国成长的轨迹来分析,18世纪工业革命使英国率先成为当时的制造强国,此后德国、法国、意大利等欧洲国家发展很快,进入了世界制造强国之列,第一次世界大战之后,欧洲的经济受到严重影响,而美国、日本等国开始崛起,它们的共同之处是有比较好的基础,走自己发展的道路,可以统称为/英美自我发展道路0。而我国在上世纪50年代是一个制造业比较落后的国家,基础比较薄弱,在上世纪80年代改革开放时,与国际水平相差甚远,受到禁运等不平等待遇,又处于社会主义市场经济初期,很难进行消化吸收,创新就更难了。我国是一个大国,单靠引进来求发展是不行的,必须强调自力更生、艰苦奋斗,走中国自己独立自主的道路,才能使制造业取得根本性的变化。 上世纪80年代到本世纪初是现代制造技术发展比较迅速的时期,一方面原苏联解体、冷战基本结束;另一方面形势相对稳定,虽然战事不断,但都是局部地区的小战争,因此给各国的制造业有了一个发展的机遇和空间,我国应抓住这一时期,迅速赶上和超过世界水平,求得应有的生存和发展空间。 112现代制造技术的特点 11211制造技术已形成为一门科学 现代制造技术在系统论、方法论、信息论和协同论等的基础上形成制造系统工程学,是一种广义制造的概念,亦称之为/大制造0的概念,它体现了制造概念的扩展。广义制造概念的形成过程主要有以下几 1
航空发动机制造技术专业简介 专业代码560603 专业名称航空发动机制造技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握航空发动机制造技术、精密加工、特种加工和航空发动机工艺装备等基本知识，具备精密加工、超精加工、特种加工工艺参数选择和航空零部件工艺装备制造的能力，以及数控加工工艺规程的编制和数控加工程序的编制的能力，从事数控机床操作、数控电加工机床操作、数控编程、机械加工工艺等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向航空发动机研发、制造企业，在数控机床操作、数控电加工机床操作、机械加工工艺等岗位群，从事工艺装备的制造、精密机床和特种加工设备的操作（包括电火花成型机床、线切割机床、电化学加工机床、激光加工机床和快速成型机床）等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备航空零件识图能力和计算机绘图能力； 3.具备材料选用与热处理方法选择能力； 4.具备数控编程和操作数控机床加工航空零部件的能力； 5.具备对航空发动机零部件进行测绘的能力，具备 CAD/CAM 软件应用能力； 6.具备精密加工、超精加工、特种加工工艺参数选择能力； 7.具备操作数控电加工机床加工机械零件的能力。
核心课程与实习实训 1.核心课程 包括机械制造工艺与机床夹具、金属切削与机床、数控特种加工概述、数控电火花加工、数控电火花线切割加工、先进制造技术、航空发动机制造新技术等。 2.实习实训 在校内进行数控机床操作、数控电加工机床、UG 制图员培训、数控手工编程等实训。在航空发动机研发、制造企业进行实习。 职业资格证书举例 机修钳工制图员数控设备装调维修工数控线切割操作工数控电加工机床操作工 衔接中职专业举例 飞机维修机械加工技术 接续本科专业举例 无
现代制造技术的发展趋势 袁锋 摘要 知识经济和高科技的迅猛发展给制造业带来前所未有的机遇和挑战，现代制造技术被赋予新的内涵和特征，与其它学科交互融合发展，对传统的制造业产生了巨大的冲击。只有采用先进制造技术并不断创新，我国制造业才能在激烈竞争中立于不败之地。为此阐述了现代制造技术的发展趋势。 关键词:现代制造技术；特征；趋势。 引言 制造是人类社会赖以生存和发展的基石，任何时代都离不开制造业，制造业具有永恒性和不可替代性，它不仅是一个国家国民经济的支柱产业，而且对其经济和政治的领导地位也有着决定性的影响，一个国家经济的崛起在很大程度上取决于制造业的发展。在工业发达国家，约有1／4的人口从事各种形式的制造活动，70 以上的物质财富来自制造业。因此，很多国家把制定制造业发展战略列为重中之重。战后，日本、德国等国家由于重视制造业，国力很快得以恢复，成为制造强国，经济实力也跃居世界前列。美国认为要重振经济雄风，保持美国在全球经济中的霸主地位，必须大力重振制造业，夺回其制造业的世界霸主地位。为此，美国加大了制造业的投资力度，积极进行策略研究，现在某些领域已基本赶上甚至超过日本而与其并驾齐驱。可见制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响。 近年来，随着高新技术和知识经济的迅猛发展，生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生，对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前，世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用，在这一领域的国际竞争日趋激烈，我们要想在新一轮的较量中立于不败之地，就必须大力发展制造技术。 1 现代制造技术的主要特征 1．1 制造内涵的扩展 随着通讯和网络的发展，全球性的贸易壁垒正在逐步消失，制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展，它是一种涵盖面很广的广义制造概念，是“大过程”、“大制造”，包括光、机、电产品的制造，工艺流程设计，通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备；不仅包括机械加工方法，而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等；它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程，而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。 1．2 先进制造技术、制造系统和制造模式的发展 近年来，制造工程与制造科学取得了前所未有的成就，先进制造技术、制造系统和制
先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势 一、轻量化、整体化新型冷却结构件制造技术1 整体叶盘制造技术整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与 技术跨越的关键部件，通过将传统结构的叶片和轮盘设计成整体结构，省去传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数减少，避免了榫头的气流损失，使发动机整体结构大为简化，推重比和可靠性明显提高。在第四代战斗机的动力装置推重比10 发动机F119 和EJ200上，风扇、压气机和涡轮采用整体叶盘结构，使发动机重量减轻20%~30%，效率提高5%~10%，零件数量减少50% 以上。目前，整体叶盘的制造方法主要有：电子束焊接法；扩散连接法；线性摩擦焊接法；五坐标数控铣削加工或电解加工法；锻接法；热等静压法等。在未来推重比15~20 的高性能发动机上，如欧洲未来推重比15~20 的发动机和美国的IHPTET 计划中的推重比20的发动机，将采用效果更好的SiC 陶瓷基复合材料或抗氧化的C/C 复合材料制造整体涡轮叶盘。2 整体叶环（无盘转子）制造技术如果将整体叶盘中的轮盘部分去掉，就成为整体叶环，零件的重量将进一步降低。在推重比15~20 高性能发动机上的压气机拟采用整体叶环，由于采用密度较小的复合材料制造，叶片减轻，可以直接固定在承力环上，从而取消了轮盘，使结构质量减轻70%。目前正
在研制的整体叶环是用连续单根碳化硅长纤维增强的钛基复合材料制造的。推重比15~20 高性能发动机，如美国XTX16/1A 变循环发动机的核心机第3、4 级压气机为整体叶环转子结构。该整体叶环转子及其间的隔环采用TiMC 金属基复合材料制造。英、法、德研制了TiMMC 叶环，用于改进EJ200的3级风扇、高压压气机和涡轮。3 大小叶片转子制造技术大小叶片转子技术是整体叶盘的特例，即在整体叶盘全弦长叶片通道后部中间增加一组分流小叶片，此分流小叶片具有大大提高轴流压气机叶片级增压比和减少气流引起的振动等特点，是使轴流压气机级增压比达到3 或3 以上的有发展潜力的技术。4 发动机机匣制造技术在新一代航空发动机上有很多机匣，如进气道机匣、外涵机匣、风扇机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣等，由于各机匣在发动机上的部位不同，其工作温度差别很大，各机匣的选材也不同，分别为树脂基复合材料、铁合金、高温合金。树脂基复合材料已广泛用于高性能发动机的低温部件，如F119 发动机的进气道机匣、外涵道筒体、中介机匣。至今成功应用的树脂基复合材料有PMR-15（热固性聚酰亚胺）及其发展型、Avimid（热固性聚酰亚胺）AFR700 等，最高耐热温度为290℃~371℃，2020 年前的目标是研制出在425℃温度下仍具有热稳定性的新型树脂基复合材料。树脂基复合材料构件的制造技术是集自动铺带技术（ATL）、自动纤维铺放
埃马克电化学公司关于整体叶盘精密电解加工 工艺综述面向未来的技术 EMAG ECM GmbH- A PECM Cost-Saving Approach to Blisk Manufacturing EMAG ECM GmbH, 2012 Abstract 摘要 整体叶盘的出现是为了满足市场的需求，与传统转子叶片和轮盘分离的装配式叶盘相比，由于减少了传统连接中的榫头，榫槽等装配零件，叶轮边缘负载降低，重量减轻 高达30%，同时由于避免了榫头气流损失也即减少动力消耗，从而也提高气动效率并 显著提高功率，有助于减少燃油消耗和废气排放。追溯其发展历史最初应用到高压压 气机以及商用压气机末端上。是现代燃气涡轮发动机中最具创新和挑战的零部件。 The emergence of BLISK(Bladed integrated Disk) is in order to meet the market demand calls, comparing with conventional separable assembled rotor blades and disk counterparts, due to the reduction in the conventional connector assembly parts of the disk lugs, blade root groove, etc.; the rim load lower. The essential advantages are that they reduce weight up to 30% as well as reduce aerodynamic losses by avoiding disk lugs air leakage flows, thus improve aerodynamic efficiency and the power output, specially it enables reduce in fuel consumption and exhaust gas volume emissions. Retracing the history of Blisk development, it’s application initially used in high-pressure compressors and commercial compressors. It is the most innovative and challenging components of modern gas turbine engine. 图1: 整体叶盘模拟图 Fig. 1: CAD Blisk
我国先进制造技术的发展现状 摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词：问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1 当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面： （1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间 (配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学
先进制造技术的发展趋 专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：段冬冬 学号：B11023219 完成时间：2013年4月18日
当前现代制造技术的发展趋势 摘要：制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 关键字：制造先进制造技术装备机械信息化数字化前沿科技应用前景 1信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用信息化是当今社会发展的趋势，信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。信息技术也正在向制造技术注入和融合，促进着制造技术的的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展，无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术对制造技术发展的作用目前已占第一位。在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的 作用。 信息技术促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展，如CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也无不以信息技术的发展为支撑。 2 设计技术不断现代化 产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是： （1）设计手段的计算机化 在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。 （2）新的设计思想和方法不断出现 如并行设计、面向“X”的设计（Design For X－－DFX）、健壮设计（Robust Design）、优化设计Optimal Design）、反求工程技术（Revese Engineering）等。 （3）向全寿命周期设计发展 传统的设计只限于产品设计，全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。 （4）设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素 设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。
精心整理 全球航空发动机制造技术状况 ???航空制造是制造业中高新技术最集中的领域，整个制造过程对材料、工艺、加工手段、试验测试等都有极高的要求，而航空发动机技术则是高新技术中的尖端代表。美国国家关键技术计划说明文件将航空发动机技术描绘成“是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，长期数据和经验的积累，以及国家大量的投资。 （一）航空发动机技术特点 ???航空发动机的特点在于其工作状况复杂、制造要求高、研制周期长、研制费用高。 表1?航空发动机特点 ???经过半个多世纪的发展，全球航空涡轮发动机技术取得了较大的进步： 表2?发动机性能特点 ???国外的航空发动机制造已经达到了相当高的技术水平，其发展趋势主要体现在战斗机、运输机和直升机这三种类型的发动机上： 表3?三类涡轮发动机发展趋势 ???战斗机发动机和运输机发动机在性能的要求上是各有不同的，战斗机发动机追求的是极限性能和高负荷；而运输机发动机则要求的是可靠性、经济性等指标。而越来越显着的特点就是高性价比则是军用和民用发动机都追求的目标。 ???处于航空发动机技术前列的国家不断实施各种技术发展计划，推动着发动机各项性能的提高，在实施这些技术发展计划的过程中，不断涌现着新技术。这些新技术的趋势显示出高效和经济性是发动机未来发展方向。 表4?航空燃气涡轮发动机不断涌现的新技术 #p#分页标题#e# （二）国内外航空发动机应用 ???1、军用航空发动机国内外仍具有代差 ???军用航空发动机整机研制生产的国家不多，这与航空发动机技术在各国之间市场化交流相对较少，处于较封闭的状态有关。为了战略考虑，一般各国战斗机所装配的发动机在各国国内或联盟内采购。
34航空制造技术·2019年第62卷第19期先进航空发动机用高温钛合金 双性能整体叶盘的制造 蔡建明1，李 娟1，田 丰2，叶俊青2 （1. 中国航发北京航空材料研究院，北京 100095； 2. 贵州安大航空锻造有限责任公司，安顺 561005） [摘要] 钛合金整体叶盘是先进航空发动机压气机系统的典型轻质高效结构。整体叶盘零件工作时，叶片和盘承受不同的热力条件，采用“双性能”代替传统的“均质”设计，是提高压气机转子减重效果及满足愈加严苛且多变的温度和载荷工作条件使用的有效措施。对比分析了两种“梯度热处理”工艺，即分区控温梯度热处理工艺和局部包覆控时梯度热处理工艺制备钛合金双性能整体叶盘的可行性，评估了叶片、盘及过渡区的显微组织控制能力。试验结果表明：两种工艺均能在钛合金整体叶盘的叶片与盘之间的过渡区形成稳定可控的温度梯度，得到双重组织，即叶片为双态组织，盘为细小的片层组织，过渡区位置和尺寸可控，显微组织呈渐变特征。可根据整体叶盘锻件的外形特点和组织性能要求，选用适合的制备工艺及相应的工艺参数。 关键词： 钛合金双性能整体叶盘；分区控温梯度热处理；局部包覆控时梯度热处理 DOI:10.16080/j.issn1671–833x.2019.19.034 同使用性能情况下，通过以钛代镍，可实现约40%的减重效果[3]，且钛合金转子相对降低了对压气机轴的载荷作用，从而可以提高发动机的推重比和使用可靠性。与传统榫齿连接结构相比，采用整体叶盘结构可以显著提高发动机的部件减重效果，提高压气机空气增压效率和气动稳定性，并可避免榫齿连接结构因叶片榫头与盘榫槽接触区域发生微动磨损引发疲劳失效的风险。航空发动机压气机整体叶盘工作时，叶片和盘承受的温度条件和应力条件有着显著差异，相对而言，叶片工作温度高、应力小、振动频率大，主要承受离心拉应力和高频振动应力的综合作用，且有受到外物冲击的可能，因此应重点考虑叶片的拉伸强度、高周疲劳和抗外物冲击性能；盘承受高的 先进航空发动机高推重比、高增压比、高涡轮前温度及低油耗目标的实现，除了采用先进的结构设计和精准的强度计算外，还强烈依赖于轻质耐热钛合金材料及高效轻量整体叶盘结构的综合应用。传统钛合金受航空发动机压气机转子部件高温、高压、高速工作状态引起的蠕变、保载疲劳、氧化、钛火等因素的制约，长时工作温度不能超过600℃[1–2]，典型的600℃高温钛合金有英国IMI834及我国Ti60等。与国内其他常用航空钛合金如TC11、TA19、TC17相比，Ti60钛合金在500℃以上有显著的蠕变性能优势，适用于高压压气机后段的整体叶盘、机匣等部件。在 400~600℃温度区间，与GH4169镍 基高温合金相比，Ti60钛合金的比 强度和比疲劳强度有优势，在获得相蔡建明 工学博士，高级工程师，主要从事 航空发动机用高性能高温钛合金的科 研工作。在国内外学术期刊上发表论 文30余篇。