秦川集团公司“五轴联动叶片数控磨床”课题通过验收

国际金属加工网 2016年04月01日

【编者按】国内航空发动机叶片硬砂轮精密磨削加工工艺重大突破——


日前,由秦川机床工具集团股份公司牵头承担的国家重大专项“ 五轴联动叶片数控磨床 ”课题在用户现场沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司通过了任务验收。课题验收专家组由9名专家组成,组长由中国机床工具工业协会邵钦作担任。北京航空航天大学、中南方航空工业(集团)有限公司、东方汽轮机有限公司、沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司等课题参与单位分别做了汇报,沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司介绍了产品应用和试验验证情况。

该课题完成了两款3台用于航空发动机和汽轮机叶片精密磨削加工的QMK50A和QMK100五轴联动叶片数控磨床的研发和制造。期间完成了机床性能测试实验平台、5-10万转/min高速主轴测试实验平台、500-1000Nm大扭矩直驱转台测试实验平台、CBN砂轮制造修整实验平台、叶片柔性支撑装置实验平台、在线测量技术实验平台、叶片材料磨削参数优化实验平台和叶片磨削工艺实验平台等8个机床性能测试实验平台和实验研究平台的研制。开展了高精度五轴联动叶片数控磨床设计与制造技术、机床误差补偿技术、机床可靠性和精度保持性研究、高速主轴分析设计技术、精密大扭矩直驱转台设计技术、在线测量与误差补偿技术、叶片/叶轮自由型面宽行磨削技术、CBN砂轮设计与修整技术、法向支撑的叶片柔性夹具设计技术、复杂曲面的自适应加工技术和叶片变形综合控制技术等11项关键技术研究。开发了叶片磨削参数优化软件、叶片宽行磨削编程系统和叶片在线测量与误差补偿等3个软件(系统)。课题申请发明专利8项,实用新型专利5项,发表论文20篇,制定技术标准2项,建立叶片磨削加工应用基地三个。三台样机于2013年5月通过了由中国机床产品质量监督检测中心进行的检验,QMK50A和QMK100已分别在沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司和秦川机床工具集团公司齿轮厂完成了用户零件加工,零件加工精度通过了用户验收。

课题研制的QMK50A和QMK100五轴联动叶片数控磨床,可实现叶片在机床上一次装夹,就可以完成叶片的叶身、前后缘、叶根磨削加工,专用柔性支撑系统的开发可有效减小叶片的装夹变形和加工变形。两款样机的主轴最高转速、直线轴和旋转轴的定位误差和重复定位误差均达到并优于任务合同书规定的指标。通过叶片、叶轮的磨削加工示范应用,证明本课题的研究成果完全能够满足精密叶轮叶片的磨削加工,从而首次实现了国内航空发动机叶片的硬砂轮五轴联动精密磨削加工,也首次研制出我国五轴联动叶片数控磨床。

本课题的研究成果必将为我国新型航空发动机研制提供硬件和技术支持,也将为我国五轴联动高档数控机床和叶片精密加工艺的自主化和可持续发展起到积极的推动作用。


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