“高檔數控機床與基礎制造裝備重大專項”（04重大專項）是國產高端設備培育的溫床，通過“十二五”期間的實施，在國產高檔數控機床和技術方面取得了一系列重大突破，現(xiàn)已具備研制、生產支持我國飛航動力裝置動力所需數控裝備條件。

作為《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》確定的16個國家科技重大專項之一，“高檔數控機床與基礎制造裝備重大專項”（04重大專項）是國產高端設備培育的溫床，通過“十二五”期間的實施，在國產高檔數控機床和技術方面取得了一系列重大突破，現(xiàn)已具備研制、生產支持我國飛航動力裝置動力所需數控裝備條件。此文以中國航天科工三院31所承擔的04重大專項，“國產高檔數控機床與技術在飛航動力裝置發(fā)動機制造領域的綜合應用驗證及工藝研究應用生產線”為例，向讀者詳解背后的努力。

按04重大專項規(guī)劃，到2020年，航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設備制造所需要的高檔數控機床與基礎制造裝備70%～80%將立足國內。

“十二五”期間，“高檔數控機床與基礎制造裝備”重大科技專項圍繞著重點領域，系統(tǒng)部署了主機、數控系統(tǒng)、功能部件等多個方面的重點任務，在重大裝備、中高檔數控機床、數控系統(tǒng)共性技術研究方面取得一定成果，初步滿足國內需求。

雖然部分高檔數控系統(tǒng)和機床也在汽車、發(fā)電設備等重點制造領域形成一定的示范應用，但規(guī)模和示范效果還遠達不到專項的要求；航空領域的應用示范初步取得很好的成效，但航空軍工企業(yè)依賴進口機床產品的現(xiàn)象還沒有根本改變。

所以建設國產專用數控系統(tǒng)和高檔數控系統(tǒng)在航空航天領域的示范應用，特別是形成飛航動力裝置關鍵零部件的成套解決方案，對于保障國家戰(zhàn)略安全；對于進一步提升國產高檔五軸數控機床和高檔數控系統(tǒng)的技術水平、可靠性、易用性和市場占有率有著重要意義。

課題背景及目標

中國航天科工三院31所創(chuàng)建于1957年，隸屬于航天科工系統(tǒng)，是我國飛航動力裝置研制生產基地，集研究、設計、試制、試驗和批量生產為一體，是國防工業(yè)重點科研生產單位。

其他主要參與單位有大連科德數控有限公司、株洲鉆石切削刀具股份有限公司、大連光洋科技集團有限公司、武漢華中數控股份有眼公司、北京航空航天大學、北京市電加工研究所、北京航空精密機械研究所、北京安德建奇數字設備有限公司。

此課題從2015年1月起至2017年12月止，主要目標及任務是創(chuàng)建包括總計26臺國產高檔五軸數控機床在內的綜合試驗與驗證平臺。

該課題將利用04專項在高端制造裝備上的研發(fā)成果，與飛航動力裝置復雜零部件制造工藝技術相融合，通過滿足導彈制造工藝技術需求的國產高端數控裝備應用示范實現(xiàn)對國產高檔數控裝備技術拉動，在國內導彈制造企業(yè)建立國產高檔數控裝備及其關鍵技術的應用驗證基地。

同時開展導彈復雜零部件數控加工工藝研究，建立基于國產數控機床和刀具的工藝數據庫，驗證國產數控機床和數控系統(tǒng)的加工適應性、可靠性、精度保持性；應用多軸聯(lián)動編程、在機測量、誤差補償、故障診斷與監(jiān)控等技術，提高共性技術在國產數控裝備上的應用水平和效果。在促進這些專項成果示范應用的同時，結合導彈制造工藝技術，實現(xiàn)專項產品和導彈集成制造技術的進一步提升，同時集中體現(xiàn)“注重用戶應用和驗證”的專項特點，突出數控機床專項總體任務的系統(tǒng)性、集成性和持續(xù)性。

此外通過課題的研究，推動航天飛航武器裝備制造企業(yè)基礎工藝水平和制造能力的提高，積累國產數控機床可靠性基礎數據，提升國產高檔五軸數控機床設計與制造核心技術，實現(xiàn)替代進口。

主要技術難點

在現(xiàn)有飛航動力裝置復雜零部件成熟工藝基礎上，探索適合04專項成果數控設備和技術的工藝，形成面向國產高檔數控機床、數控系統(tǒng)、CAM軟件、在線測量與離線測量系統(tǒng)、車間信息化系統(tǒng)的飛航動力裝置復雜零部件加工工藝。

課題將建成包括26臺以上國產高檔數控機床的飛航動力裝置示范線，機床類型有五軸立式銑削、五軸立式銑車、五軸立式銑車磨、五軸臥式車銑、五軸龍門、五軸工具磨，葉輪和機匣檢測裝置；開發(fā)五軸CAM系統(tǒng)，形成切削數據庫，國產化刀具大量代替進口；難度很大，研究飛航動力裝置發(fā)動機制造工藝與國產高檔數控機床的相互適應和匹配需要相當長的時間和努力，8種以上導彈發(fā)動機功能部件類型、45種以上零件、多個批次的驗證，將考驗國產五軸數控機床的基礎大部件穩(wěn)定性、適應性和精度保持性，并為數控機床行業(yè)形成專項成果的應用示范。

主要技術創(chuàng)新點為：（1）建成包括26臺以上國產高檔五軸數控機床的創(chuàng)新平臺和飛航動力裝置發(fā)動機制造工藝試驗驗證示范基地；（2）采用集成創(chuàng)新技術路線，在31所先進、成熟的整體式葉輪制造技術支持下，開發(fā)擁有自主知識產權的國產整體式葉輪、車銑五軸CAM軟件系統(tǒng)；（3）基于國產五軸數控工具磨，設計飛航動力裝置復雜零部件國產刀具；（4）基于國產五軸數控工具磨、應用國產刀具，進行飛航動力裝置復雜零部件切削、生產試驗，形成航天難加工材料切削數據庫；（5）研制基于國產數控系統(tǒng)的葉輪、機匣在線檢測軟件和裝置；（6）研制基于國產數控系統(tǒng)飛航動力裝置發(fā)動機制造車間的MES系統(tǒng)。

推廣意義

飛航動力裝置是飛航動力裝置的心臟，屬于彈用導彈發(fā)動機，集中了機械制造行業(yè)幾乎所有的高精尖技術，被稱為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”，因此飛航動力裝置也是一個國家工業(yè)實力的重要標志。目前世界上能制造飛航動力裝置的國家只有美、俄、英、法、中等少數幾個國家，市場前景非常廣闊。

本課題列入應用示范的五軸立式銑車復合加工中心、五軸臥式車銑復合加工中心、五軸龍門、五軸工具磨、五軸電火花加工機，五軸線切割加工機，是飛航動力裝置企業(yè)的主力生產設備，目前國防軍工裝備制造企業(yè)例如31所、460廠、120廠、331廠等企業(yè)均依賴此類機型，目前主要的供應商包括：瑞士米克朗、力吉特，德國哈默、德馬吉、斯特拉格、WFL、蘭寶地等。

由此可見，若本課題在飛航動力裝置發(fā)動機制造領域的大量應用上述國產機型并成功實施，將有力地提升我國飛航動力裝置的制造水平、生產能力，實現(xiàn)強國強軍的中國夢，徹底擺脫國外關鍵加工設備對我國的禁運和風險，有力地保障了國家的戰(zhàn)略安全，同時帶動上述國產高檔數控機床和數控技術在其它企業(yè)的大規(guī)模應用。

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