第一篇：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项2014年度课题申报指南

“高档数控机床与基础制造装备” 科技重大专项2014年度课题申报指南

第一章 申报须知

一、指南说明

“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（以下简称“数控机床专项”）根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的要求设立，其内容的依据是国务院常务会议审议通过的《数控机床专项实施方案》。

本次发布的课题申报指南，通过评审选择课题承担单位。

二、申报条件

1、凡在中华人民共和国境内注册、具有独立法人资格的内资或内资控股的生产企业、事业单位、大专院校等均可申报，不接受个人申报。

2、对课题责任单位的要求

（1）申报单位须是相关领域的生产企业或研究单位，具备较强的研究开发能力、良好的运行管理机制，能够提供足够数量的配套资金和相关的配套条件，单位财务状况良好。

（2）成立时间在2011年4月1日（含）之前。

（3）在同一技术领域仍有尚未验收（2014年1月之后进行验收）的课题责任单位，原则上不得申报该领域2014年度课题。

3、对课题组长的要求

（1）1953年4月1日（含）以后出生；（2）具有副高级（含）以上职称；

（3）每年（含跨年度连续）离职或出国的时间不超过3个月；

4、鼓励“产、学、研、用”联合申报课题。多个单位联合申报的，各方须签订联合申报合作协议，明确约定课题申报单位、参与单位承担的研究任务、考核指标、专项经费比例和知识产权归属等，并作为课题申报书的附件。

5．每个申报课题须对所研究的内容进行科技查新，并提供由部省级以上科技查新部门出具的查新报告，查新时间应在2013年1月1日以后。

6、根据《“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项知识产权管理实施细则》的规定，课题申报单位应当提交本领域核心技术知识产权状况分析报告（课题申报单位

自行编制或委托第三方机构编制），作为申报书的附件，内容包括分析的目标、检索方式和路径、国内外知识产权现状和主要权利人分布、本单位知识产权状况、课题的主要知识产权目标、创新性和侵权风险及其应对策略、对产业化的影响等。课题申报单位拟在研究开发中使用或购买他人的知识产权时，应当在申报材料中作出说明。

7、申报单位应按照指南的要求提供相应的配套经费。

8、课题申报书应经课题责任单位所在省（自治区、直辖市、计划单列市）工业主管部门或相关重点领域央企盖章并签署意见。

9、课题预算书请按照《民口科技重大专项资金管理暂行办法》（以下简称“办法”），由申报单位财务部门组织编写；申报事前立项事后补助支持方式的课题，办法中规定，在课题验收前一般只拨付不超过中央财政经费30%的启动经费，其余中央财政经费待通过验收后方予拨付。

10、专项实施管理办公室将对课题申报书进行形式审查。凡不符合申报要求的，视为无效，不进入评审程序。

形式审查的要点公示如下：

（1）课题组长应具有中华人民共和国国籍（千人计划引进人员除外），年龄在60岁（含）以下，具有副高级（含）以上职称；课题组长应为课题责任单位员工；

（2）企业须附营业执照，大学及科研院所可附营业执照或组织机构代码证复印件（须加盖公章，并附在课题申报书后）；

（3）申报条件中如要求地方/行业配套资金比例的，须提供地方/行业配套资金承诺函（原件至少一份，附在课题申报书中）；

（4）科技查新报告（委托查新时间应为2013年1月1日以后）及知识产权分析报告；

（5）凡提供自筹经费的企业单位（牵头及参加单位），需附加盖公章的2011、2012两个年度财务报表（资产负债表、损益表和现金流量表，附在课题预算书后）。

三、申报要求

1、课题申报单位通过所下载的申报软件编制相关申报材料，须提交下列申报资料，并按顺序装订：

（1）《数控机床专项课题申报书》；

 国家或部省级以上科技查新部门出具的查新报告（原件至少一份，附在课题申报书后）；

 知识产权状况分析报告（课题申报单位自行编制或委托第三方机构编制）；  申报单位（含参加单位）营业执照（大学或科研院所可提供组织机构代码证）（复印件，附在课题申报书后）；

 联合申报合作协议（原件至少一份，必须包含经费分配比例，附在课题申报书后）；

 自筹及地方/行业配套资金承诺函（原件至少一份，附在课题申报书中）；  中央以外渠道资金来源证明（原件至少一份，附在课题申报书中） 其他附件。

（2）《国家科技重大专项项目预算书》；

 凡提供自筹经费的企业单位（牵头及参加单位），需附2011、2012两个年度的财务报表（资产负债表、损益表和现金流量表，附在课题预算书后）；  其他附件。

2、申报文件一律用A4纸，宋体小四号字打印，双面印刷（含附件），胶订成册，不要加塑料封皮。

3、课题申报书一式十二份（正本一份，并在封面注明，副本十一份）；课题预算书一式五份（正本一份，在封面注明，副本四份）；以上两类申报文件请分别装订；并附电子版（光盘）一份，光盘标签及电子版文件名称应为：“课题号—单位简称—课题名称”。

4、申报材料应经所在省（自治区、直辖市、计划单列市）工业主管部门或相关重点领域央企审核汇总，行文统一报送至专项实施管理办公室。

5、申报材料报送时间为2012年5月20日－21日，5月21日17：00时截止（不接受邮寄申报材料），过时不予受理。

第二章 课题申报指南内容

课题1 航空发动机机匣零件加工用五联动车铣复合加工中心

1、研究目标

针对航空发动机高温合金、钛合金、复合材料机匣类零件加工需求，开发五轴联动车铣复合加工中心，研究高刚性机床结构、高性能主轴、高精度旋转工作台等关键技术； 应用多轴联动数控加工技术，实现典型机匣零件零件的高效加工。

2、考核指标

（1）研制具有自主知识产权、面向航空发动机机匣零件加工的五联动车铣复合加工中心，完成工作台φ800、φ1000㎜两种规格各至少一台机床的研发，可加工零件范围直径≥800mm、高度≥600mm。主要技术参数如下：

1）铣削主轴：机械主轴转速4000rpm以上，扭矩800Nm以上；电主轴转速18000rpm以上，连续扭矩200Nm以上；形成3种规格主轴功能部件(立卧转换主轴、机械主轴、电主轴)。

2）旋转工作台：承载重量≥1500kg，可360°连续回转，转台回转性能应满足机匣零件铣削、车削加工要求。

3）整机性能：具备工件与刀具在机检测功能；直线轴定位精度≤0.01mm、旋转轴定位精度≤10"，可实现立卧转换加工、角度摆动范围不小于135°；刀具库容量不少于24把。

（2）完成典型机匣零件加工应用验证，加工出合格的典型机匣零件。

（3）完成2台设备的生产应用，其中不少于1台设备采用国产数控系统和国产功能部件。

（4）机床MTBF达到1500小时以上。

（5）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（6）课题牵头单位应对投入实际使用的机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（7）满足用户使用要求，设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（8）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（9）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

五联动数控车铣复合加工中心高刚性结构设计技术；立卧转换高刚性主轴部件设计与制造；整机受力状态及变形、结构稳定性、切削加工过程中的动态分析技术；车铣复合旋转工作台研究；高温合金、钛合金机匣高效加工工艺技术研究；整体机匣加工多轴联动、车铣复合加工数控编程技术与程序优化。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究；中央财政投入经费主要用于关键技术研究、功能部件及整机研制、工艺技术研究与验证；自筹与配套资金合计数与中央财政经费比例不低于1:1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应为国内机床制造企业或航空发动机制造企业，具备较强的专业研发团队和完善的试验、研究和开发条件。申报单位须针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报。牵头与参与单位均应提供单位前期开展可靠性工作的证明材料。原则上申报课题的参与单位不超过5家，应包括至少1家数控系统企业、1家功能部件企业。

课题2 航空发动机薄壁细长轴加工工艺及成套装备

1、研究目标

针对航空发动机大深径比薄壁细长轴内外结构制造要求，建立大深径比孔加工、阶梯孔及内外花键成形、大深径比薄壁细长轴检测的工艺规范，研制数控深孔钻镗床、阶梯深孔数控珩磨机、数控精密阶梯内孔成形机、内外花键成形机、深孔精密检测设备各1台，掌握高性能机床结构分析与设计制造技术、阶梯内孔精密成形技术、高效内外花键齿成型技术、细长轴深孔检测技术，机床功能、主要技术参数、工作可靠性和稳定性达到国际先进水平，并在国内航空发动机制造企业应用。

2、考核指标

（1）完成适合航空发动机大深径比薄壁细长轴制造的数控深孔钻镗床、数控精密阶梯内孔成形机、阶梯轴内外花键成形机、阶梯深孔数控珩磨机、深孔精密检测设备的开发，替代进口设备；建立航空发动机大深径比薄壁细长轴深孔钻、内孔精密成形、花键成形、珩磨加工等制造工艺的工艺规范；建立大深径比薄壁细长轴类零件的生产应用示范线，采用国产刀具，零件制造精度达到：壁厚差≤0.05mm、内孔跳动≤0.04mm、表面粗糙度≤Ra1.6μm、同轴度0.04mm、额定转速的动挠度<0.03mm。

（2）设备主要技术指标

1）数控深孔钻镗床：该设备具有内排屑功能，镗孔直径≥φ15mm，加工深度≥1500 mm，刀具主轴与工件主轴的同轴度≤φ0.03 mm。

2）数控精密阶梯内孔成形机：具有变径和抽芯功能、材料冷热态成形功能、上下料系统。可加工工件最大直径100mm，工件长度≥1500mm，外径尺寸加工精度IT8-IT10、内径尺寸加工精度IT7-IT8，表面粗糙度Ra1.6-0.4μm。

3）内外花键成形机：工作载荷≥1000KN，加工齿轮（花键）模数 0.5-1.5，成形速度 20-30 mm/s，成形加工花键齿轮精度6-7级。

4）深孔数控珩磨机：珩磨内孔直径φ10-φ50mm，珩磨深度≥1000mm；加工精度：圆度0.002mm、圆柱度0.002mm、粗糙度Ra0.2μm。

5）深孔精密检测设备：长度测量范围>1000mm、径向测量范围≥200mm、壁厚差测量范围 2-20mm，可测量最小内孔直径φ20mm、最大外圆直径φ160mm，测量精度±(2+3/1000)μm，重复精度 0.002mm。

（3）完成5台设备的生产应用，其中不少于2-3台设备采用国产数控系统和国产功能部件。

（4）机床MTBF达到1500小时以上。

（5）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（6）课题牵头单位应对投入实际使用的机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（7）满足用户使用要求，设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（8）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（9）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

大长径比薄壁细长轴深孔加工技术；薄壁细长轴深孔加工参数优化及其刀具排屑和散热技术；阶梯孔及内外花键高效率精密一体化成形及其模具设计制造技术；大长径比薄壁细长轴零件内孔精度测量方法。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究；中央财政投入经费应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、性能测试、关键技术装备研制等，自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于1：1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应是国内航空发动机制造企业，具有较强的技术基础和技术开发队伍，具有较完善的试验、生产条件；申报单位须针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报；牵头申报与参与单位均应提供单位前期开展可靠性工作的证明材料。原则上申报课题的参与单位不超过5家，应包括至少1家数控系统企业、1家功能部件企业。

课题3 航空发动机叶片自动化柔性砂带磨削技术及设备

1、研究目标

针对航空发动机叶片的工艺特点，研究叶片自动化磨削技术，开发成套的自动化柔性砂带磨削设备，一次装夹完成叶片叶尖、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，提高航空发动机叶片的加工精度，推进叶片制造、再制造技术创新及我国航空产业的发展，实现在用户企业的应用示范。

2、考核指标

（1）研制航空发动机叶片自动化柔性砂带磨削设备不少于2台，具备在机检测、快速模型重构、快速装夹、自适应磨削等功能。

（2）可完成长度为20-300mm发动机叶片自动化砂带磨削过程，一次装夹完成型面、进排气边、叶根圆角和凸台过渡区全部内容的磨削集成加工，形成发动机叶片砂带磨削成熟工艺。

（3）系统能够实现叶片型面的粗磨及精磨过程，表面粗糙度≤Ra 0.4μm；叶片型面轮廓度：距排气缘3mm范围内在0.06mm内，其余区域在0.10mm以内。

（4）研制具有自主知识产权的三维测量系统及开发实现轨迹规划、在线过程控制等功能的智能控制软件。

（5）采用研制的自动化柔性磨削系统，完成至少6种、每种100片航空发动机合格叶片的应用验证。

（6）完成2台以上设备的生产应用，其中不少于1台设备采用国产数控系统和国产功能部件。

（7）机床MTBF达到1500小时以上。（8）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（9）课题牵头单位应对投入实际使用的机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（10）满足用户使用要求，设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（11）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（12）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

基于离线编程的轨迹规划技术、基于三维测量的复杂型面叶片在线校准技术、系统误差补偿技术、磨削工艺及参数建模技术、磨削过程控制技术、编程技术及在线高精度测量技术；叶片自动化柔性砂带磨削系统集成技术与工艺；叶片自动化柔性砂带磨削设备和数控系统可靠性、稳定性考核验证。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究；中央财政投入经费主要用于产品关键技术研究、性能测试、工艺技术研究、检测验证及核心设备的研制与采购；自筹与配套资金合计数与中央财政经费比例不低于1:1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应为具有研究基础的装备制造企业或具有航空发动机制造、再制造能力的企业，在复杂曲面工件磨削系统制造、工艺研究和检测技术等领域具有较强的技术基础和技术开发队伍。申报单位须针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报。原则上申报课题的参与单位不超过5家，应包括至少1家数控系统企业、1家功能部件企业。

课题4 航空发动机叶片微孔成形技术与装备

1、研究目标

针对我国飞机发动机自主研发的迫切需要，重点开展飞机发动机叶片等关键零件皮秒、飞秒激光无重铸层微孔成形工艺及装备关键技术研究，在实现其制造验证的基础上，开发自主知识产权的飞机发动机叶片等微孔成形数控机床，为我国自主研发的先进发动机叶片等零件微孔加工实现高精度、高可靠性、高效率和低缺陷自主化批量制造奠定工艺与装备基础。

2、考核指标

（1）研制发动机叶片微孔成形皮秒激光数控机床1台

1）微孔加工能力: 孔径范围200-900μm；孔径精度≤±10μm；深宽/孔径比≥20:1；加工效率≥0.002mm3/s；具有簸箕孔、异型槽等加工功能。

2）可加工零件尺寸≥200mm³150mm³150mm;定位精度≤±0.03mm。

3）满足镍基单晶材料加工无重铸层、无微裂纹、无再结晶等指标，形成一套完整的加工工艺方法和工艺参数数据库。

4）其中自主研制激光器指标:平均功率≥30W;重复频率100KHz-500KHz；脉冲宽度≤10ps;光束质量M2≤1.3。

（2）研制发动机火焰筒高效微孔成形皮秒激光数控机床1台

1）微孔加工能力:孔径范围500-1500μm；孔径精度≤±20μm；深宽/孔径比≥10:1；加工效率≥0.01μm。

2）可加工零件尺寸≥900mm³900mm³400mm;定位精度≤±0.05mm。

3）可以实现带陶瓷涂层零件一次性高效加工，满足火焰筒材料加工无重铸层，形成一套完整的加工工艺方法和工艺参数数据库。

4）其中自主研制皮秒激光器指标:平均功率≥30W;重复频率100KHz-500KHz；脉冲宽度≤10ps;光束质量M2≤1.3。

（3）研制燃烧室喷油嘴及带陶瓷涂层叶片微孔成形皮秒激光数控机床1台 1）微孔加工能力: 孔径范围200-900μm；孔径精度≤±5μm；深宽/孔径比≥20:1；加工效率≥0.002 mm3/s；具有簸箕孔、异型槽等加工功能。

2）可加工零件尺寸≥150mm³150mm³150mm;定位精度≤±0.02mm。

3）可以实现带陶瓷涂层叶片一次性制孔，在国际航空检测标准下，满足镍基单晶材料加工无重铸层、无微裂纹、无再结晶等指标，形成一套完整的加工工艺方法和工艺参数数据库。

4）其中自主研制激光器指标:平均功率≥30W;重复频率100KHz-500KHz；脉冲宽度≤10ps;光束质量M2≤1.3。（4）研制针对CMC-SiC材料微孔成形飞秒激光数控机床1台

1）微孔加工能力: 孔径范围200μm-1000μm；孔径精度≤±5μm；深宽/孔径比≥20:1；加工效率≥0.002 mm3/s；具有圆柱孔、倒锥孔、簸箕孔、异型槽、精细微槽等几何形貌加工功能。

2）可加工零件尺寸≥200mm³200mm³200mm；定位精度≤±0.02mm。

3）解决耐高温材料CMC-SiC微孔（直径1mm以下）加工的技术空白，实现加工无氧化层目标，形成一套完整的加工工艺方法和工艺参数数据库。

4）其中自主研制激光器指标:平均功率≥10W；重复频率100KHz-500KHz；脉冲宽度≤500fs;光束质量M2≤1.3。

（5）针对4种以上材料典型零件进行应用验证。（6）完成4台以上设备的生产应用。

（7）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（8）课题牵头单位应对投入实际使用的机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（9）满足用户使用要求，在用户单位应用一年以上方可验收。（10）申报10项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（11）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

针对新型航空发动机镍基单晶叶片、带热障涂层的叶片、燃烧室喷油嘴、火焰筒等零件，研究开发皮秒激光微孔无重铸层、无微裂纹加工机床和工艺解决方案；针对耐高温碳化硅陶瓷基材料的制孔需求直径小于1mm的加工工艺难题，研究开发飞秒激光高质量微孔加工机床及工艺方法；建立新型航空发动机关键部件和战略型耐高温碳化硅陶瓷基材料微孔加工工艺数据库。

4、实施年限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究，中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究；自筹与配套资金合计数与中央财政经费比例不低于1:1，其中配套资 金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件：

课题牵头单位应为具有研究基础的装备制造企业或具有航空发动机制造、再制造能力的企业，须在上述研究领域具有较强的技术研发队伍和技术基础，具备较完善的试验、测试和生产条件,并针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报。原则上申报课题的参与单位不超过5家。

课题5 国产高档数控机床与技术在航空领域的综合应用验证及工艺研究

1、研究目标

利用专项支持研发的国产数控机床、数控系统、功能部件、国产刀具和共性技术等成果，基于并优化前期国产机床和数控系统应用示范类项目方案，在国内航空企业建立国产高档数控装备及其关键技术的应用验证基地；开展飞机复杂结构件数控加工工艺研究，建立基于国产数控机床和刀具的工艺数据库，验证国产数控机床和数控系统的加工适应性、可靠性、精度保持性；应用多轴联动编程、在机测量、误差补偿、故障诊断与监控等实用技术，提高共性技术在国产数控装备上的应用水平和效果，为航空制造企业提供成套解决方案，为国产高档数控装备的性能提升提供技术支撑。

2、考核指标

（1）建设综合试验与验证平台，用于共性技术应用验证与工艺试验研究，至少包括6台国产高档数控机床、2种国产高档数控系统、相关测试设备及配套软件系统。

（2）开展飞机复杂结构件数控加工工艺研究，形成提供成套工艺优化方案的能力，用于指导数控机床、数控系统、功能部件和刀具等优化设计。

（3）基于国产数控机床、国产刀具，开展铝合金、钛合金和复合材料结构件切削试验，形成切削数据库。

（4）在国产机床上应用工艺研究成果，至少完成5种以上包括飞机壁板、框、梁等结构件的加工。

（5）完成6台以上国产数控机床的动态信息记录，建立其使用过程的可靠性数据库和故障数据库。

（6）建立长效合作机制，形成由用户需求拉动的从政府（政策支持）->研究机构（共性技术）->数控系统、功能部件和刀具企业->机床厂->用户整个产业链的战略联盟。（7）申报10项以上发明专利，形成10项以上技术标准。

（8）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队，为航空制造、数控机床、数控系统、刀具等企业培养操作、编程、工艺和维修等高技术人才100人以上。

3、研究内容

（1）国产功能部件及共性技术在航空制造中的适应性研究。开展高速主轴的旋转精度评测和健康状态评估、强迫和自激振动在线评估与抑制。实现共性技术与航空制造过程的深度结合，包括数控机床可靠性在线评估与性能试验，数控机床精度保持技术，机床故障智能诊断技术，数控机床运行状态实时在线监测与控制优化，数控机床空间几何误差补偿，动态误差测量与补偿，热误差检测和补偿技术、在机动态测量技术等。

（2）共性技术的实用化开发及与国产数控系统的集成。包括数控系统二次开发平台，共性技术与国产数控系统的集成接口，数控系统综合性能与可靠性评测，可靠性数据自动采集技术，动态信息采集、存储和传输技术，数控代码样条拟合和光顺技术，虚拟加工过程仿真与机床防碰撞，面向航空零件工艺特点的机床参数匹配与优化技术。

（3）航空结构件加工工艺研究。基于国产机床，开展面向航空零件高速、高效加工的切削工艺研究，形成铝合金、钛合金和复合材料构件的切削数据库；开展大型低刚度零件夹持变形控制、基于装夹敏度控制的复杂零件可靠装夹技术与高刚度工装夹具设计，实现低残余应力的工艺参数优化；开展面向飞机复杂结构件典型结构的加工试验研究，丰富切削数据库、完善快速数控编程系统。

（4）示范基地能力建设。建立数控系统、功能部件与共性技术集成的性能测试与实验验证平台；建立示范应用数字化车间，实现数字化车间的网络化、信息化管理；建立面向航空结构件加工的工艺与编程、机床、数控系统、功能部件、刀具及共性技术等标准规范体系。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究。中央财政投入经费应主要用于关键技术研究、性能测试、平台建设与工艺技术研究，自筹与配套资金合计数与中央财政经费比例不低于1:1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式:前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应为国内飞机制造企业，在上述领域应具有较强的技术研发队伍和技术基础。申报单位应针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报；参加单位中制造企业均应提供单位前期开展可靠性工作的证明材料。原则上申报课题的参与单位不超过8家，应包括至少1家机床企业、1家数控系统企业、1家功能部件企业、1家工具企业。

课题6 精密、高效、数控单向走丝电火花线切割机床 整体目标

重点针对我国飞机制造领域关键零件高效、微细、精密加工及量产需求.在前期专项研究基础上，开发更高性能的精密、高效、数控电火花加工机床。机床主要技术指标（加工精度、加工效率、可靠性及精度稳定性等）达到目前国外同类机床产品水平，实现产业化，满足我国飞机制造领域对高端电火花加工机床日益增长的需求，逐渐替代进口。

该课题分为三个研究方向，其研究目标、考核指标和研究内容如下： 方向一: 高效数控单向走丝电火花线切割机床

1、研究目标

在前期专项研究基础上，开发更高性能的精密、高效、数控单向走丝电火花线切割机床。达到专项实施方案要求的技术目标.重点突破：纳秒级超窄脉宽数控电火花微精加工脉冲电源技术；微细数控电火花线切割技术；电磁兼容试验规范前期研究及标准制定等，完成更高加工效率、更高加工精度、更佳表面粗糙度、更细电极丝直径、更强控制功能的高档精密数控单向走丝电火花线切割技术及机床的研制，拓展应用范围，实现特殊材料复杂型面典型零件的示范应用，形成一定产业化能力，缩小与国外的技术差距,打破国外企业的市场垄断.2、考核指标

（1）主要参数：机床行程范围（X/Y/Z/U/V）：350/250/220/70/70 mm；最高生产率≥400mm2/min；切割精度≤±0.0015mm；最佳表面粗糙度≤Ra0.10μm；最细电极丝直径：φ0.02mm；具有自动穿丝功能；

（2）研究整机可靠性和精度保持性评价技术，并形成企业标准或规范。（3）研制具有自动穿丝功能的数控单向走丝电火花线切割机床不少于2台,并实现 示范应用，初步形成小批生产能力。

（4）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（5）课题牵头单位应对投入实际使用的机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（6）满足用户使用要求，机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（7）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。

3、研究内容

（1）高效率、低能耗的无电阻、防电解、窄脉宽、高峰值电流脉冲电源技术；（2）纳秒级超窄脉宽微精加工脉冲电源技术；

（3）具有恒张力、恒速度控制的电极丝走丝系统技术；（4）高穿丝成功率的自动穿丝技术；

（5）高效加工和微精加工过程自适应控制技术；

（6）高性能的五轴四联动精密单向走丝线切割加工专用数控系统。(7)整机可靠性和精度保持性评价技术.方向二 七轴联动数控电火花高速小孔加工机床

1、研究目标

针对航空航天发动机特殊材料关键零件的群孔加工要求（如叶片、涡轮外环的气膜孔、火焰筒及安装边的冷却孔、燃油喷注器的燃油喷射孔等），以及专项实施方案中相关要求，研制满足用户使用要求的七轴联动数控电火花高速小孔加工机床。提升国产高档装备在该制造领域的满足度。

2、考核指标

（1）研制七轴联动数控电火花高速小孔加工机床不少于2台。主要技术参数：X、Y、Z、W、A、B、C七轴全闭环控制； 各轴行程X600/Y400/Z300/W400/A0-135°/B360°/C±60°； 直线轴重复定位精度0.005mm，定位精度0.008mm； 转动轴分度重复定位精度8″，分度精度：30″；（2）加工要求：

最小加工孔径直径φ0.2mm； 孔的最小表面重熔层≤0.02mm； 孔的最佳表面粗糙度Ra≤1.25μm； 具有采用圆电极铣扇形孔、腰形孔等功能；

能够依据对精铸叶片外形特征点检测数据对孔位进行补偏；

（3）研究整机可靠性和精度保持性评价技术，并形成企业标准或规范。（4）完成2-3种航空发动机特殊材料零件群孔加工，符合用户要求。并在1-2家制造企业示范应用。

（5）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（6）机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（7）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。

3、研究内容

X、Y、Z、W、A、B、C七轴全闭环数控主机的研究；表面重熔层厚度≤0.02mm加工技术的研究；孔径≤φ0.2mm加工技术研究；根据精铸叶片外形特征点检测数据对孔位补偏技术的研究；采用圆电极电火花铣扇形孔技术研究；孔出口打穿时的检测及深度控制技术的研究；满足更好性能控制要求的专用电火花群孔加工7轴数控系统及软件开发。

方向三 新一代飞机钛合金格栅网板数控电火花高效加工技术及专用机床

1、研究目标

针对新一代飞机发动机防护格栅网板采用钛合金材料制成的薄壁群孔结构以及尺寸大、精度高、采用常规的机械加工方法难以完成等特点，在专项前期研究基础上，开展高效加工技术研究与高效专用机床研制，解决当前批量生产的“瓶颈”问题。

2、考核指标

（1）机床主要参数：X、Y、Z三轴行程：1800mm³500mm³250mm；采用四组电极、双回路加工控制，回路最大平均电流：50A。

（2）加工要求：采用四组电极、双回路加工，钛合金（T4）孔形尺寸2.5³2.5mm，孔间壁厚0.55mm，孔深2.3mm，2672个斜孔，加工时间≤4小时（平均单孔加工时间约5.4秒），加工精度、表面质量满足用户要求。每组电极更换周期：25排（次）。

（3）进行整机可靠性和加工精度稳定性技术研究，并形成相关企业标准或规范。（4）研制主机不少于2台，并实现用户应用验证，完成1-2种钛合金格栅网板整板加工并符合用户要求。

（5）机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（6）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。

3、研究内容

多回路多电极高效钛合金加工专用脉冲电源的研究；钛合金电火花网孔加工放电间隙检测、伺服及智能化控制的研究；全闭环三轴数控专用主机结构、组合电极、组合工装夹具及组合；电极均匀可控冲液技术、温控工作液系统的研究；专用数控系统的开发研究；多回路多电极钛合金电火花网孔加工工艺技术的研究；整机可靠性和加工一致性、稳定性的研究。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究。中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究；自筹与配套资金合计数与中央财政经费比例不低于1:1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应是国内机床制造企业，申报单位应针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报； 鼓励“产、学、研、用”联合申报；优先支持落实最终用户的课题申报。原则上申报课题的参与单位不超过8家，应包括至少1家数控系统企业、1家功能部件企业。

课题7 飞机机身大部件加工机床

1、研究目标

针对数控加工技术在飞机机身大部件制造中的瓶颈，深入开展飞机机身大部件复合加工机床技术研究；开发具有自主知识产权的机身大部件柔性自动化加工机床，掌握机身大部件自动化加工核心技术，突破欧美技术封锁，为提高飞机机身大部件加工质量、制孔精度和效率提供技术装备。

2、考核指标 设计、制造一套适应多机型机身大部件装配数控可重构夹具及高稳定性数控加工机床；研究机身大部件柔性自动化装配及加工工艺方法及数字化在线检测技术；满足使用要求并实际应用一年以上。

（1）主要技术参数与精度

1）行程：X轴：10m，定位精度≤0.08mm，重复定位精度≤0.04mm；Y轴：6m，定位精度≤0.06mm，重复定位精度≤0.03mm；Z轴：900mm(制孔轴)，定位精度≤0.02mm，重复定位精度≤±0.05mm；A轴：±15°，定位精度≤0.002°，重复定位精度≤0.001°；B轴：±15°，定位精度≤0.002°，重复定位精度≤0.001°；垂直夹持机身构件的高精度旋转定位工作台，定位精度≤0.01°，重复定位精度≤0.005°。

2）末端执行器：用于钻孔或铣削，在钻孔操作时主轴能根据不同刀具长度和直径来进行编程钻孔；液压/热夹紧加长刀柄，锥度HSK 40E。最大进给速度：1000mm/S。制孔主轴转速0～20000RPM，无极调速。进给行程200mm，进给定位精度≤0.008mm，重复定位精度≤0.004mm。主轴端面悬伸150mm处纵向和径向跳动≤0.003mm。

3）机身大部件定位固持夹具：定位精度≤±0.1mm；重复定位精度≤±0.03mm.。（2）加工精度

制孔精度H8；制孔速率≥6个/min；制孔率达到80%以上；孔、窝表面粗糙度 ≤Ra1.6 µm；锪窝深度精度：+0/-0.05 mm；孔垂直度：≤±0.5°；孔位精度：间距误差≤±0.5mm，排距误差≤±0.5mm；采用复合刀具一次完成制孔、锪窝工作。

（3）开发集成验证演示平台：加工中心自动钻孔系统仿真运动平台，能自动检验机身大部件定位夹具与加工机床配合关系，通过界面操作，清晰地分析制孔路径与定位夹具干涉问题。

（4）对国产数控系统和功能部件进行应用验证。

（5）机床、数控系统、功能部件交付用户使用前，应分别在机床模拟实际工况运行试验，并编写试验报告。

（6）课题牵头单位应对投入实际使用的机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（7）软件及数据库：建立制孔工艺数据库；开发离线编程及仿真、自动钻孔系统，实现制孔数据的无缝连接。

（8）满足用户使用要求，机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（9）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（10）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

（1）提出并制定数字化自动定位系统、装配单元结合部位的数字化制孔加工的工艺方案；机身大部件复合加工及自动化装配开发中的关键技术，设计制造机身大部件数字化重构定位夹具及复合加工机床。

（2）解决高精度大型多轴伺服运动平台控制系统的关键技术、建立数字化制孔工艺数据库，并通过生产现场测试与应用，实现制造机身大部件的先进装备与工艺技术。

（3）研究基于机身大部件数字化装配及数控机床加工制孔在线检测技术。（4）研究开发基于多传感器融合的复杂叠层的变参数自适应钻孔工艺与控制算法。（5）开发制孔过程控制软件，打通数模与制孔工艺数据库、路径规划和自动钻孔操作界面的无缝连接管道，达到实现孔位加工路径自动/手动排样、单步/连续自动钻孔模式，沉孔测量与校准，机床位置图像化操作界面的目的。

（6）开发三维模型交互式图形化或模块化的自动离线编程，满足复杂叠层材料不同切削工艺的加工要求，实现飞机大部件装配加工离线编程、仿真加工技术。

4、实施期限

2014年1月-2017年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究；中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究；自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于1：1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应是飞机制造企业或机床制造企业，须在上述研究领域具有较强的技术研发队伍和技术基础；申报单位须针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报。原则上申报课题的参与单位不超过5家。

课题8 飞机段件自动精准对合技术与成套装备

1、研究目标

针对飞机段件对合过程中对合界面大、精度低、加工质量一致性差等问题，研究数 字化对合过程仿真、段件自动精确导引运输、段件对合姿态精准调整、连接孔精密加工等关键技术，以飞机后段为对象，开发包含段件自动精确导引运输单元、段件自动对合平台、连接孔精密加工单元、误差在线跟踪测量与控制系统、段件对合数控编程与仿真系统等的飞机段件自动精准对合成套装备，满足至少两种以上型号飞机后段的装配生产需求，大幅提升飞机段件装配质量和生产能力，形成飞机段件先进对合装备的自主保障能力。

2、考核指标

（1）开发飞机后段自动对合平台1套，包括左发动机舱段对合单元、右发动机舱段对合单元以及左、右发动机舱段与油箱舱段自动对合单元。对合单元的线性轴XYZ运动速度最大值500 mm /s； X轴定位精度不低于±0.1 mm，Y/Z轴定位精度不低于±0.05 mm。

（2）开发连接孔精密加工设备不少于2台套，用于薄壁件连接孔精密加工，制孔精度不低于H9，垂直度公差≤±0.5°。

（3）开发段件自动精确导引运输单元不少于2台套，最大承重不低于3t，行驶速度范围0-2000 m/h，运动定位精度不低于±20 mm。

（4）建立误差在线跟踪测量与控制系统1套，用于飞机后段自动对合与孔加工的误差测量与补偿，其测量范围2.5 m³5 m³10 m，系统精度：±0.05 mm。

（5）建立段件对合数控编程与仿真系统1套，用于飞机段件自动精准对合与连接孔精密加工装备的编程与仿真验证。

（6）以2种型号飞机后段对合为对象进行应用验证，相对原装配效率提高30%。（7）课题牵头单位应对投入实际使用的每一台设备的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（8）满足用户使用要求，所有设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（9）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（10）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

研究数字化对合过程仿真、段件自动精确导引运输、段件对合姿态精准调整、连接孔精密加工等技术，以飞机后段为对象，开发飞机段件自动精准对合成套装备，包含飞机后段自动对合平台、连接孔精密加工单元、段件自动精确导引运输单元、误差在线跟 踪测量与控制系统、段件对合数控编程与仿真系统，在两种型号飞机后段对合中得到应用验证。

4、实施期限

2014年1月-2017年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究；中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、关键装备开发、性能测试与工艺技术研究，自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于1:1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应是国内飞机制造企业，在飞机先进制造技术领域具有较强的技术基础和技术开发队伍，具备较完善的实验、生产、装配制造条件；申报单位应针对指南全部研究内容和考核指标进行申报。原则上申报课题的参与单位不超过8家。

课题9 飞机蒙皮拉形关键装备研制及应用

1、研究目标

针对目前大型飞机对于高精度蒙皮拉形设备的需求，突破数控蒙皮拉形机制造技术、机器人柔性切边技术、数字化快速在机测量技术和蒙皮拉形工艺优化技术，研制大型数控蒙皮拉形机和中小型蒙皮零件柔性数控拉形成套设备，并在飞机蒙皮生产线上进行验证，最终形成飞机蒙皮零件的高精度拉形成套设备的制造能力，打破国外的技术垄断，实现蒙皮零件的数字化、柔性化和精准化制造，提升飞机关键制造装备的自主保障能力。

2、考核指标

（1）大型数控蒙皮拉形机

研制完成10000KN大型数控蒙皮拉形机一台。工作台宽度不小于3000mm，最大行程不小于2000mm，最大上顶力10000KN；机床定位精度±0.5mm，重复定位精度±0.3mm；拉伸缸运动速度0-300mm/min。

（2）大型柔性夹持、切边及在机测量单元

研制大型柔性夹持、机器人切边及在机测量单元一套，适用于不超过8000³2500mm尺寸的双曲面蒙皮零件，数控切边精度0.3-0.5mm，主轴加工角度范围-90°-+90°； 柔性夹持工装最大调形高度450mm，调形时间不超过30分钟，定位精度±0.2mm，重复定位精度±0.1mm；数字化快速在机测量设备的测量范围为8000³2500³1000mm，测量分辨率0.01mm，测量精度达到（0.05+L/50）mm（L 单位：m）,测量用时不超过15分钟。

（3）中、小型蒙皮零件柔性数控拉形成套系统及应用验证

建立中、小型蒙皮零件柔性数控拉形系统，包括蒙皮数控拉形、柔性多点拉形模具、柔性夹持工装、数控切边及在机测量。成形尺寸范围不大于1700³1100mm，弦高不大于300mm的蒙皮零件；实现柔性拉形工装和实体拉形工装的方便切换；实现蒙皮零件柔性数控切边精度0.3-0.5mm，最终成形零件形状精度-0.5-0.5mm。

开发蒙皮拉形工艺及分析系统，实现蒙皮零件的工艺设计、拉形轨迹优化、柔性拉形工装和实体拉形工装模具型面优化、柔性拉形工装成形零件表面质量控制、数控代码生成、机床运动仿真和柔性夹持切边运动仿真，至少完成6项典型蒙皮零件应用验证。

（4）至少一台设备采用国产数控系统。

（5）课题牵头单位应对投入实际使用的每一台（套）机床、数控系统运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（6）满足用户使用要求，所有设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（7）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（8）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

（1）开发10000KN数控蒙皮拉形机。蒙皮拉形机总体设计、机床结构设计及优化、电气控制系统设计，完成机床的研制，并开发相关的工作界面、电气控制系统软件。

（2）开发大型柔性夹持、切边及在机测量单元。研制柔性夹持机构及控制系统、机器人自动切边机构及控制系统、数字化快速在机测量机构及控制系统。

（3）开发中、小型蒙皮零件柔性数控拉形成套系统。研究蒙皮数控拉形、柔性多点拉形模具、柔性夹持工装、数控切边及在机测量设备的集成技术，研究数据的数字化传递技术，研究基于柔性多点拉形模具的蒙皮拉形表面质量保证技术。

（4）开发蒙皮拉形工艺设计及分析系统。研究拉形工艺参数和模具型面优化技术，研究蒙皮拉形工艺设计的方法，研究蒙皮拉形过程机床运动仿真和柔性夹持切边运动仿真。

4、实施年限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究，中央财政经费主要用于关键技术研究、性能测试与工艺技术研究及设备研制等；自筹及配套资金与中央财政投入比例不低于2:1，其中配套资金不低于中央财政投入的20%。

中央财政投入经费支持方式：事前立项事后补助。

6、申报条件

课题牵头单位应为国内飞机制造企业或装备制造企业，具有上述领域的研究基础、技术积累和工作业绩，具备较强的专业研发团队和较完善的试验开发条件；所研制设备及系统的应用单位至少为2家；原则上申报课题的参与单位不超过5家。

课题10 航空复合材料构件自动铺丝头设备开发及应用

1、研究目标

针对航空复合材料构件特点开发研制具有自主知识产权的国产铺丝头装备，掌握树脂基复合材料自动铺丝成型制造关键技术，实现典型航空复合材料构件制造，并获得工程应用验证。

2、考核指标

（1）铺丝头技术参数与性能 1）铺放丝束数量16-32束可调； 2）丝束宽度6.35 mm或3.15mm；

3）可成型最小曲率半径150mm的负曲面、正曲面最小曲率半径20mm； 4）纤维铺放速度0-30m/min可调； 5）可对纤维丝束独立独立剪切和独立输送； 6）压辊压紧力0-1000N可调；

7）具备温度测量与控制功能，温度控制精度±2℃； 8）可实现铺放过程不停机高效剪切与输送功能；

9）丝束张力5-50N单独可调，实时监控，张力波动小于10%； 10）丝带状态在线监测功能，用量监测及换带预警功能。（2）自动铺丝路径规划CAM软件 可根据复合材料构件CAD数模生成铺丝轨迹，包含切送纱等特殊操作指令，可以与数控机床实现可靠数据通信，具有后置处理、避碰干涉检验和离线加工仿真功能。

（3）铺丝质量技术指标

丝束并成精度:丝束间无可视间隙，带隙均匀、公差±0.5mm；制件表面平整，铺叠质量满足航空制造企业标准。

（4）选择典型航空复合材料构件如机身段、尾锥段、进气道等复杂形状零部件之一进行整体铺放成型验证。

（5）由第三方检测机构对课题主机的考核指标进行检测并提供检测报告。（6）满足用户使用要求，所有设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（7）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。（8）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

研究具有自主知识产权的大型工程化纤维铺丝头，研究可靠多轴多系统协同控制方法，并通过开发多丝束自动铺放设备，将上述关键技术进行有效集成。研究开发纤维铺放径路径规划算法，编制自动路径生成软件；研究航空复合材料构件纤维铺丝成型制造工艺，并进行工程应用验证。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究；中央财政投入经费应主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究，自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于2：1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应是国内飞机制造企业或装备制造企业，具有较强的技术基础和技术开发队伍，具有较完善的试验、生产条件；申报单位须针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报。本课题要求落实最终设备用户。原则上申报课题的参与单位不超过5家。

课题11 高温合金大尺寸锭坯喷射成形技术及装备

1、研究目标

针对目前航空发动机和地面燃气轮机对低偏析优质高温合金锭坯大型化的需求，打破大尺寸低偏析高温合金锭坯长期依赖进口，受制于人的局面，研发能够制备大尺寸低偏析高温合金锭坯的纯净金属形核铸造关键技术及装备，重点解决高温合金锭坯大型化带来的晶粒粗大、偏析严重以及夹杂含量高等问题，为航空发动机用大尺寸低偏析高温合金锭坯制造提供技术与装备，为制备超大锭型低偏析高温合金锭坯奠定技术基础。

2、考核指标

研制出纯净金属形核铸造成套设备一台套，并开发出大尺寸低偏析高温合金锭坯制备技术。达到的主要技术指标如下:（1）研制出3吨纯净金属形核铸造设备一台套（以镍基高温合金计）；（2）纯净金属形核铸造设备的喷射速率≥15kg/min；

（3）开发出锭型直径为φ508mm和φ610mm的大尺寸低偏析高温合金锭坯制备技术；

（4）锻制后高温合金棒材直径大于φ380mm，棒材成分、组织和力学性能等满足Q/3B4048-2006《优质GH4169合金棒材》的各项要求；

（5）设备交付用户使用前，应在制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告.（6）满足用户使用要求，所有机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收；（7）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准；（8）课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。

3、研究内容

电渣重熔精炼系统研制；无陶瓷冷壁引流系统研制；真空系统研制；雾化器喷嘴研制；沉积接收器系统研制；在线检测与智能控制系统研制；纯净金属形核铸造工艺开发和大尺寸低偏析高温合金锭坯制造技术研究；大尺寸低偏析高温合金锻制棒材成分组织和性能研究。

4、实施年限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究。中央财政投入主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺 技术研究，自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于2：1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：事前立项事后补助。

6、申报条件

课题牵头单位应是航空发动机制造企业或装备制造企业，在上述领域具有较强的技术基础和技术研发队伍，具有较完善的试验、生产条件；申报单位应针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报。优先支持落实应用企业的研究团队申报。原则上申报课题的参与单位不超过5家。

课题12 航天复杂零部件超精密微细电火花加工装备与技术 整体目标

针对航天重型运载火箭发动机大型带叶冠整体式涡轮盘、带叶冠导向环和喷嘴叶栅环及航天控制系统中电液伺服阀、速率陀螺仪等尺寸小、材料特殊、微米级精度等关键零件的制造需求，在专项前期相关课题研究的基础上，开展大型六轴联动数控电火花成形机床与航天复杂零部件超精密微细电火花加工装备与技术的研究。突破核心技术，解决相关制造环节的的急需，满足我国航天领域发展的需要。

方向一大型、精密、六轴联动数控电火花成形机床

1、研究目标

在前期专项相关课题研究基础上，研制大型六轴联动精密数控电火花成形加工机床，满足重型运载火箭发动机核心部件大直径带叶冠整体涡轮盘及带叶冠导向环和喷嘴叶栅环等复杂型面零件的加工需求。同时突破大型压缩机闭式整体叶轮研制与批量生产的“瓶颈”问题。为航天、能源等行业提供关键制造装备。

2、考核指标（1）主要参数

1）行程范围（X/Y/Z）≥2100/900/600 mm；各轴定位精度≤0.02mm；重复定位精度≤0.01mm；具备A、B、C三个分度轴，定位精度±0.005度；装夹电极最大重量5kg。

2）数控系统性能：采用国产数控系统，具有六轴联动功能，数控系统集成三维CAD/CAM软件，能够实现编程加工无缝连接。

3）装备电气性能：脉冲电源最小峰值电流0.1A，最大工作电流200A；电机驱动精度0.1μm，驱动当量≤0.1μm。4）装备加工性能：最好加工精度≤5μm，最佳表面粗糙度Ra≤0.06μm（模具钢），最小电极损耗0.03%，最高加工效率≥800mm3/min（钛合金加工），最高加工效率≥2000mm3/min（模具钢）。

（2）典型应用

研制2台六轴联动数控电火花加工机床，交付用户使用。完成氢/氧发动机、液氧/煤油发动机带冠涡轮盘、氧转子组件加工，并符合用户加工要求。

（3）研究数控电火花成形加工机床可靠性及精度保持性的评价方法，并形成企业标准或规范。

（4）机床交付用户使用前，应在机床制造企业进行模拟实际工况运行试验，并编写试验报告。

（5）机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（6）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。

3、研究内容

高效率、低能耗的无电阻、防电解、窄脉宽、高峰值电流脉冲电源技术；低表面粗糙度的纳秒级超窄脉宽微精加工脉冲电源技术；具有恒张力、恒速度控制的更细电极丝的运丝系统技术；高加工精度的保持性及更高穿丝成功率的自动穿丝技术；高效加工和微精加工过程自适应控制技术；高性能的五轴四联动精密单向走丝线切割加工专用数控系统。

方向二 航天复杂零部件超精密微细电火花加工装备与技术

1、研究目标

针对航天控制系统大量电液伺服阀、速率陀螺仪、动调陀螺仪等尺寸小、材料特殊、微米级精度等需求，在五轴联动电火花成形机床研究基础上，研制超精密微细电火花加工专用装备，突破并掌握关键核心技术，形成样机。重点研究微细电火花加工专用装备脉冲电源、数控系统、超精密关键零部件、专用工装系统、微细能量放电加工技术、工艺技术、新型机械结构等，长期的精度保持性与可靠性达到国际同类产品的先进水平。解决以航天微小孔槽、微细轴、微喷嘴、超精密弹性零件、微细偶件为代表的关键零部件加工的研制与批量生产的瓶颈问题。

2、考核指标

开发七轴超精密微细电火花加工机床1台，加工实物样件符合航天典型高精密零件 实物要求：

（1）装备机械性能指标：X/Y/Z轴行程≥100/100/100mm，轴分辨率≤0.0001mm，定位精度≤0.002mm，重复定位精度≤0.001mm；微进给W轴行程≥25mm，轴分辨率≥0.0001mm，定位精度≤0.002mm，重复定位精度≤0.001mm；摆转轴B轴行程0°～110°，轴分辨率≥0.0018°(6.48″)，定位精度≤0.04°(2.4′)，重复定位精度≤0.02°(1.2′)；分度轴C轴行程0°-360°，轴分辨率≥0.001°(3.6″)，定位精度≤0.01°(36″)，重复定位精度≤0.005°(18″)；

（2）装备电气性能指标：脉冲电源最小峰值电流0.1A，最小脉宽100ns,最大平均工作电流10A；最佳表面粗糙度Ra≤0.05µm。具有闭环自动稳压、短路、过流、过压、缺相保护与适应控制功能和超精加工回路、镜面加工回路、低损耗回路、微细放电状态检测回路等；

（3）装备加工性能指标：具备超精密旋转轴，能在线制备修整电极；具备加工不同直径微细孔的功能；具备电火花放电磨削加工不同直径微细轴与展成成形加工功能；加工高精密弹挠性元件反馈杆，材料主要有弹性合金3J1 YB/T5256-93、3J40 YB/T5243-93，且加工精度达到球头φ1±0.002mm圆度小于1.2μm的要求。伺服阀壳体2处1.5±0.02mm³1.5+0.02mm方孔，每个方孔四角要求R<0.02mm与φ6.38+0.01mm通孔中心线垂直度0.8μm；

（4）研究数控电火花加工机床可靠性及精度保持性的评价方法，并形成企业标准或规范。

（5）主机交付用户使用前，应在机床制造企业处进模拟实际工况运行试验，并编写试验报告。

（6）机床在用户处实际应用一年以上方可申请验收。（7）申报5项以上发明专利，形成5项以上技术标准。

3、研究内容

针对航天高精密零件结构复杂、尺寸公差和形位公差要求较严格、电极轨迹搜索难度大的特点，研制适用于航天领域超精密零件电火花加工的六轴数控系统，脉冲电源的参数可以根据加工区段进程进行任意设定，并能由数控系统自动提供优化的工艺参数；研制超精密微细电火花加工脉冲电源，解决单个脉冲微小放电能量要求在10-7-10-6J之间，放电持续时间在100ns以下的难题；进行微细精密电火花加工机床三维数字化模 型及数值仿真分析优化、几何误差和热误差的综合分析；搭建超精密微细电火花加工机床动态性能与运行状态综合性能测试平台；开发用于七轴超精密微细电火花加工机床的核心功能部件设计制造技术，包括全浸液转台和微动进给数控轴等；研制用于航天领域高精密零件加工的专用工装夹具；针对航天领域高精密零件加工，开发工艺技术路线及智能化数据库。

4、实施期限

2014年1月-2016年12月

5、课题设置及经费要求

拟支持1项课题研究，中央财政投入经费主要用于产品关键技术研究、性能测试与工艺技术研究；自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于2:1，其中配套资金不低于中央财政投入经费的20%。

中央财政投入经费支持方式：前补助。

6、申报条件

课题牵头单位应为航天领域制造企业或机床制造企业，申报单位应针对指南提出的全部研究内容和考核指标进行申报；优先支持落实最终用户的课题申报。原则上申报课题的参与单位不超过8家。

课题13-17（略）

课题18 汽油发动机缸体、缸盖加工应用验证平台

1、研究目标

开发适用于汽车行业汽油发动机缸体缸盖加工的样机，并进行生产验证。研究单元应用验证平台的可靠性，提高国产数控机床的性能和可靠性，形成系列化定型产品。掌握国产加工中心在汽油发动机缸体缸盖生产线应用的相关核心技术与批量制造技术，为国产加工中心在汽车发动机缸体缸盖加工生产线中批量应用建立基础。

2、考核指标

（1）建立汽油发动机缸体、缸盖加工单元应用验证平台。第一阶段完成缸体加工的试验样机2台以上，缸盖加工的试验样机2台以上（样机的生产厂不少于2家）；第二阶段完成缸体加工的试