多年来,由于发达国家对多轴数控叶片砂带磨削机床和叶片砂带磨削多轴数控编程技术的封锁及价格垄断,使得我国叶片制造企业至今依然普遍采用传统落后的手工抛磨作业方式。这种传统的加工手段,已成为制约叶片行业加工效率提高的瓶颈,严重影响了我国能源发展战略的实施。
通过实施“叶片复杂型面精加工六坐标联动数控砂带磨关键技术研究与应用”课题,东方电气集团东方汽轮机有限公司联合北京胜为弘技数控装备有限公司、武汉华中数控股份有限公司、无锡透平叶片有限公司、华中科技大学和吉林大学组成自主创新团队,坚持走产、学、研、用紧密结合的道路,突破了如下关键技术:
①六坐标联动数控砂带磨床主机设计与制造技术;
②六坐标联动数控砂带磨削工艺与磨削参数优化技术;
③六坐标联动数控砂带磨削编程技术;
④高精度六坐标联动数控砂带磨削控制技术。
中国机械工业联合会组织相关专家对该成果的鉴定结论是:大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床的研制成功,填补了国内空白。所研制的数控机床、数控系统、加工工艺及编程软件具有自主知识产权,总体技术达到同类产品的国际先进水平。2017年12月,课题通过终验收。
通过课题的实施,研制了具有完全自主知识产权的六坐标联动数控砂带磨床和数控系统,开发了六坐标联动数控砂带磨削工艺编程软件,填补了国内空白,打破了国外对该项装备的长期技术封锁与价格垄断,替代了传统的手工打磨方式,实现了以人为本的可持续发展,令叶片加工效率、加工质量和工艺稳定性显著提升,为航空、航天、能源和动力等领域的叶片制造提供了一套完善的解决方案,提高了国内叶片制造领域的整体技术创新水平和市场竞争力,对国民经济发展及国防安全都具有非常重要的战略意义。
此外,也为我国能源动力装备制造领域培养了一批高素质的研发人才队伍,一大批数控技术工程人员在生产实践中得到了很好的培训和锻炼,提高了现场调试和技术应用水平。同时,课题成果也取得了较好的经济效益,仅2013~2015年的3年期间,加工各类叶片价值约10.38亿元。
应用案例 东方电气集团东方汽轮机有限公司将3种规格共11台六坐标联动数控砂带磨床组成生产线,用于加工叶片产品。通过核电低压转子装机测试,加工的叶片一致性非常好,低压转子在不经配重调整的情况下,高速动平衡效果优于法国阿尔斯通制造的转子。
无锡透平叶片有限公司将两台大型六坐标联动数控砂带磨床用于加工目前国内最长的能源领域使用的41英寸钛合金汽轮机叶片、71/72英寸核电叶片和51英寸空心静叶片,以及航空领域的宽弦风扇叶片、发动机OGV导叶等。
应用情况表明,课题相关研究成果对提高大型汽轮机叶片的加工效率、加工质量发挥了重要作用,提升了国产高档数控机床的设计、制造和应用水平。
荣获奖项 2008年,“TX-6九轴控制六坐标联动核电叶片加工数控砂带磨床”,获得了中国机床工具工业协会颁发的CCMT2008“春燕奖”。
2010年4月,“叶片复杂型面精加工六坐标联动数控砂带磨关键技术研究与应用”课题获国家能源局能源节约和科技装备司颁发的优秀合作项目奖。
2016年,“叶片复杂型面精加工六坐标联动数控砂带磨关键技术研究与应用”课题获北京市科学技术一等奖。
由国家科学技术部办公厅和国务院发展研究中心国际技术经济研究所共同编写的《世界前沿技术发展报告》(2008年)一书,将叶片砂带磨床列为数字制造与自动化技术中的数控加工技术重大突破之一。
来源:04专项