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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

中国产业竞争情报网  2013-04-18  浏览:

  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。


  6、申报材料送达地址


  地址:北京市西城区百万庄大街22号3号楼10层会议室


  邮编:100037


  联系人及联系电话:


  吴振凯010-88379305


  王心010-88379309


  宋桃桃010-88379326


  唐蕾010-88379335


  孙茜010-88379336


  申报软件技术支持联系方式:


  王晓飞电话:010-64882018转807手机:15001036401


  徐耸电话:010-64882018转804手机:13810641967


  预算编报系统软件技术支持:


  联系电话:010-52183030(煤科总院软件所)


  申报过程中,如对课题申报指南和申报程序有疑问,请及时与联系人进行联系。


  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≥1500mm,刀具主轴与工件主轴的同轴度≤φ0.03mm。


  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20-30mm/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≤Ra0.4μm;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≥200mm×150mm×150mm;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≥900mm×900mm×400mm;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≥0.002mm3/s;具有簸箕孔、异型槽等加工功能。


  2)可加工零件尺寸≥150mm×150mm×150mm;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≥0.002mm3/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≥200mm×200mm×200mm;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):350/250/220/70/70mm;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:1800mm×500mm×250mm;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2.5×2.5mm,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HSK40E。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?m;锪窝深度精度:+0/-0.05mm;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X\Y\Z运动速度最大值500mm/s;X轴定位精度不低于±0.1mm,Y/Z轴定位精度不低于±0.05mm。


  (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0-2000m/h,运动定位精度不低于±20mm。


  (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2.5m×5m×10m,系统精度:±0.05mm。


  (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8000×2500mm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8000×2500×1000mm,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1700×1100mm,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6.35mm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)≥2100/900/600mm;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≤0.05?m。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3J1YB/T5256-93、3J40YB/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±0.02mm×1.5+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验样机4台以上、缸盖加工的试验样机4台以上,并形成柔性加工生产单元;


  1)样机主要技术参数为:X轴/Y轴/Z轴快进速度:60m/min;定位精度:0.008mm,重复定位精度0.004mm;主轴转速(缸体线)10000rpm以上;主轴转速(缸盖线)16000rpm以上。


  2)样机平均故障间隔时间MTBF≥1500小时;


  3)试验缸体材料为灰铸铁,精加工精度:油底壳面平面度≤0.06/100,粗糙度Ra≤6.3;缸孔直径公差±0.025,缸孔位置度≤Φ0.15,试验缸盖材料为铝合金,精加工精度:底面平面度≤0.06/100,粗糙度Ra≤1.6;定位孔直径公差精度达到H7,定位孔位置度≤Φ0.15。


  (2)设备开动率≥80%,工序能力指数CPK≥1.33;


  (3)课题研究第二阶段对配备国产数控系统和关键功能部件(丝杠、导轨、转台、刀库及主轴等部件中至少选配两种以上)的缸体、缸盖试验样机各1台进行应用验证,国产工装配套率≥80%,国产刀具配套率50%以上;


  (4)满足用户使用要求,所有设备在用户处使用一年以上方可申请验收;


  (5)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (6)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


  汽油发动机缸体、缸盖单元应用验证试验方法研究;汽油发动机缸体、缸盖单元应用验证平台的设计技术研究;汽油发动机缸体、缸盖加工工艺研究;单元应用验证平台的可靠性技术研究;单元应用验证平台的信息集成控制技术研究;单元应用验证平台多品种快速换型混线生产技术研究。


  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,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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汽车制造企业,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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19重卡桥壳柔性加工工艺研究及生产线


  1、研究目标


  针对重卡桥壳加工领域关键件加工制造的成套装备低成本及柔性化生产的需求,以开展重卡驱动桥壳柔性化生产、满足加工精度、提高加工效率为目标,研究重卡桥壳加工集成柔性化工艺、关键装备、物流系统及成线工艺适应性技术,研制重卡桥壳柔性化生产的关键成套装备。采用国产成套装备替代进口,降低成本,支撑汽车加工装备自主化制造,促进产业结构调整和升级。


  2、考核指标


  (1)建设一条由卧式加工中心、车削中心、数控端面外圆磨床和辅助物流设备组成的重卡桥壳生产线。生产线应满足2个以上的品种(或规格)共线生产,采用前期数控专项成果(或技术)的设备不少于6台。


  (2)关键加工设备考核指标:双工位高精度卧式加工中心精度:X、Y、Z定位精度≤0.009mm;重复定位精度≤0.006mm;转台B定位精度≤8″,重复定位精度≤5″;主轴端部径向跳动≤0.003mm,工作台交换重复定位精度±0.005mm;设备MTBF≥1500小时。


  (3)产品精度考核指标:桥壳最大外形尺寸2050×300×650mm;主要内孔精度≤IT6,孔位置精度≤0.10mm;两法兰端面对于公共轴线基准的端面跳动≤0.05mm;主要技术参数Cmk值≥1.67。


  (4)生产线年生产能力≥4万件;设备开动率≥75%。


  (5)在不低于20%的设备上采用国产数控系统进行对比验证,国产功能部件及刀具配套率不低于30%。


  (6)满足用户使用要求,所有设备在用户处使用一年以上方可验收。


  (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


  重卡桥壳柔性加工生产线工艺技术研究;重卡桥壳加工关键机床装备设计制造研究;精密卧式加工中心成线工艺适应性关键技术研究;国产关键功能部件与数控系统应用验证;桥壳加工自动化物流、调度及监控系统研究。


  4、实施期限


  2014年1月-2016年12月


  5、课题设置和经费安排


  拟支持1项课题研究,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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汽车制造企业,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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20轿车曲轴全自动生产线


  1、研究目标


  围绕轿车发动机曲轴加工线的”柔性、高效、高精、高可靠性“等技术要求,开展曲轴连杆颈随动铣削、随动磨削,生产线工件精度检测与质量控制技术,生产线的刀具磨破损状态监测和在线补偿技术研究。开发轿车发动机曲轴加工的各类关键装备,制造轿车曲轴柔性生产线,替代整线进口。


  2、考核指标


  (1)研制一条轿车曲轴柔性全自动生产线,涵盖从毛坯到成品全过程。3个规格以上在线生产,至少一个规格加工节拍3分钟,年产量20万根,整线开动率不低于85%。


  (2)产品指标:曲轴长度≥300mm,主轴颈≥80mm,曲轴主轴颈的最大直径差≤0.02mm;曲轴连杆颈的最大直径差≤0.02mm。


  (3)单机CMK≥1.33。


  (4)数控机床主机要求30%配套国产数控系统进行对比试验验证,国产功能部件配套率不低于50%。


  (5)数控机床主机MTBF≥1500小时。


  (6)完成主机可靠性、精度保持性等1年以上用户实际批量的生产考核。


  (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


  生产线的设计制造技术研究;曲轴加工工艺技术研究;工件精度检测与质量控制技术研究;刀具磨破损状态监测及在线补偿技术研究;可靠性技术研究。


  4、实施期限


  2014年4月-2016年12月


  5、课题设置和经费安排


  拟支持1项课题研究,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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


  课题牵头单位应是国内机床制造企业、汽车制造企业或汽车零部件制造企业。参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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21汽车大型铝合金覆盖件充液成形技术与装备


  1、研究目标


  针对国产高档汽车铝合金精密成形、低成本及柔性化生产需求,自主开发50000kN轿车车身铝合金覆盖件充液成形设备和模具,掌握大吨位充液成形设备及模具的开发、设计和制造技术,以解决铝合金成形性差、表面易划伤等难题,提高铝合金覆盖件整体结构刚度和尺寸精度,降低成本,填补国内铝合金汽车覆盖件充液成形技术及设备的空白。


  2、考核指标


  (1)开发充液成形设备1台,主要包括压力机,压力转换器,液压系统,控制系统及水压系统。主要考核指标:拉深力≥35000kN,压边力≥15000kN,最高工作压力≥30MPa,压力控制精度±0.5Mpa。


  (2)开发铝合金轿车覆盖件充液成形模具4套以上,形成4种以上零件的成形应用。


  (3)铝合金覆盖件指标:制件减薄率≤15%,搭接部分尺寸精度±0.5mm,非搭接部分±0.7mm。


  (4)生产节拍≥1.5分钟/件,形成年产10万件能力。成形方式为充液拉深与普通冲压复合成形。


  (5)采用国产控制系统、关键功能部件比例不低于50%。


  (6)设备开动率≥75%。


  (7)完成铝合金发罩、顶盖等车身覆盖件制造,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。


  (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


  大吨位双动框架式液压机主机结构的优化设计研究。进行大容积高压源结构设计分析和校核,研制充液拉深伺服液压系统和充液拉深成形数控系统。铝合金车身覆盖件充液拉深成形仿真及参数优化研究。双动液压机与充液拉深系统调试研究。合金车身覆盖件充液拉深工艺研究,铝合金车身覆盖件充液拉深模具的设计与制造。


  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,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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


  课题牵头单位应是国内汽车生产企业,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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。


  课题22乘用车车身环保柔性涂装生产线


  1、研究目标


  针对汽车环保柔性涂装线的需求以及喷涂机器人、输送设备和各种控制元器件等关键设备需要进口的现状,开发具有自主知识产权汽车喷涂机器人、输送机两大核心设备,并集成水处理、热能回收等技术,解决传统汽车涂装生产线喷涂质量差、涂料利用率低、自动化程度低、耗能高、污染重等难题,建设能够适应不同品种、不同工艺功能的环保柔性涂装生产线,替代进口。


  2、考核指标


  (1)集成本项目研发的喷涂机器人、输送机等涂装线关键设备,以及水处理回收系统,建设喷涂线一条,产品涂层的具体指标。


  1)机械强度:冲击≥215N·cm,弹性≤8mm,硬度≥0.6,附着力1级;


  2)耐腐蚀性:2000小时;


  3)耐温变性:在+60℃-40℃条件使用,性能稳定。


  (2)开发喷涂机器人,喷涂重复定位精度达到±1mm以内,理论上漆率达到95%以上,生产线上上漆率达到75%以上,部件防爆等级达到IP65,喷涂应用部件更换时间少于15分钟,设备平均故障间隔时间MTBF不低于1000小时。


  (3)输送机运行精度达到±2mm以内。


  (4)热能回收系统应用于涂装线,处理效率达99%。


  (5)水处理回收系统的处理效率≥99%。


  (6)设备采用国产控制系统和关键功能部件比例不低于50%。


  (7)满足用户使用要求,所有设备在用户处实际应用1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


  研究喷涂机器人的优化设计方法以及集调试三维仿真、运行管理和自动控制等功能于一体的汽车喷涂机器人开放式控制系统;研究乘用车涂装生产线使用输送机的设计方法及控制策略;研究驱动滚道、升降设备、横向转移机、堆垛机和卸垛机等技术的优化方法,研发乘用车PVC及中、面涂生产线使用的滑橇输送系统;研究水处理及热能回收技术;研究以太网控制技术,使得涂装生产线能够适应同类涂料以及不同涂料涂装工艺流程的要求、关键工序不同工艺参数之间的模糊适配。


  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,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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汽车涂装设计制造企业,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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。


  课题23(略)


  课题24中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工技术及生产线应用


  1、研究目标


  结合中高速大功率柴油机凸轮轴零件加工需求,建设具备自主知识产权的中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工生产线,突破中高速大功率柴油机凸轮轴精密加工工艺与高效磨削加工技术等关键技术,推进国产精密高效凸轮轴磨床及国产数控系统和工具的应用,为中高速大功率柴油机凸轮轴加工提供成套解决方案,实现中高速大功率柴油机凸轮轴多品种、变批量、高精度、高效率加工,提高国内中高速大功率柴油机凸轮轴的自主制造能力。


  2、考核指标


  (1)建设一条采用国产高档数控机床和数控系统的船用中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工生产线并进行应用示范,采用前期专项成果(或技术)的设备不少于10台,实现凸轮轴年产3500件,达到TREII措施标准;


  (2)数控机床主机要求30%以上配套国产数控系统进行对比试验验证,国产功能部件配套率不低于50%。


  (3)机床MTBF达到1500小时以上;


  (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,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


  船用中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工技术研究:凸轮高效磨削技术研究;凸轮高效铣削技术研究;车铣加工技术研究;深孔加工技术研究;装配式凸轮轴键槽加工技术研究;装配式凸轮轴细长轴加工技术研究;凸轮轴光整技术研究与应用。船用中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工生产线总体设计技术研究;生产线刀具中心应用技术研究;国产刀具应用技术和数控刀具切削性能分析与磨破损检测、监测技术研究;凸轮轴零件加工在线检测技术与规范。船用中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工生产线生产管理与监控系统研究。船用中高速大功率柴油机凸轮轴高效精密加工生产线应用示范。


  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,建立相关试验装置和整机性能测试条件;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


  课题牵头单位应为国内机床制造企业,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;申报单位应对全部研究内容和考核目标进行申报;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25航天难加工材料复杂零部件激光增材制造技术与装备


  1、研究目标


  针对航天型号复杂精密关键金属构件高精度、高质量一致性、高效率、高柔性化制造的需求,研制大尺寸复杂精密构件的多光束激光选区熔化制造设备、基于高功率激光器的多工位高效激光选区熔化成形装备,为实现航天产品的高性能、高效率、高质量和绿色制造提供关键技术与装备。


  2、考核指标


  方向1:航天大尺寸复杂精密构件激光选区熔化增材制造技术与装备


  (1)研制一台四光束激光选区熔化增材制造装备(含相应控制软件、典型材料激光选区熔化增材制造工艺数据库),应用于大推力氢氧发动机钛合金氢泵叶轮(尺寸>ф400mm)、航天武器装备的高温合金主动冷却控制舵等航天装备核心构件的高质量、高性能成形制造中。


  四光束激光选区熔化增材制造装备主要技术指标:


  最大成形面积500mm×500mm×420mm,成形缸Z轴行程600mm,重复定位精度±0.01mm;X轴(铺粉系统)行程700mm;单层最小铺粉厚度20-100μm,双向铺粉;四台激光器,每台功率1kW;整套工作台的移动部位安装在气体保护箱内,水、氧含量小于10ppm;最大成形效率150cm3/h,含典型材料工艺数据库;


  (2)Inconel718镍基高温合金和TC4钛合金成形件的相对致密度达到100%,力学性能指标超过同成分铸件;激光选区熔化增材制造金属零件的尺寸精度:±50μm,表面粗糙度:Ra15-25μm;


  (3)设备采用国产控制系统和关键功能部件比例不低于50%;


  (4)每一台(套)设备交付用户使用前,应在设备制造企业处进行2000小时以上的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每一台(套)设备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,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。


  方向2:航天复杂零部件大功率激光的高效选区熔化制造技术与装备


  研制一台基于高功率激光器的多工位高效复杂金属构件激光选区熔化增材制造装备,实现钛合金、高强钢等材料在保护气氛下的激光三维成形,提高构件成形精度和加工效率,满足难加工材料复杂构件质量要求,实现航天飞行器异形耐热钛合金进气道、火箭多通曲面接头、姿控发动机壳体等航天产品关键部件的整体成形。采用本装备能使产品制造周期缩短60%,满足小批量生产的要求。项目验收时实现航天复杂零部件激光选区熔化增材制造装备在航天中的示范应用。


  (1)研制基于高功率激光器的四工位高效激光选区熔化增材制造装备1套


  装备零件成形缸Z轴行程为500mm,重复定位精度为±0.05mm,成形缸激光振镜加工幅面400mm×400mm;X轴(铺粉系统):行程为500mm,重复定位精度为±0.05mm,双向刮板铺粉;激光器功率:5kW光纤激光器;4工位,可同时或者分时生产;整套工作台的移动部位安装气体保护箱内,可充填氩气、氮气等,满足钛合金等活性金属成形要求;


  (2)针对复杂形状薄壁零件的性能要求开发专业的激光选区熔化增材制造技术控制软件及制造工艺数据库各1套;


  (3)高温钛合金和高强钢成形件的相对致密度达到100%,力学性能指标超过同成分材料铸件,与同成分锻件相当;激光选区熔化快速制造金属零件的尺寸精度:±100μm;经补充加工后激光3D打印成形金属零件的表面粗糙度:Ra1.6~3.2μm;


  (4)设备采用国产控制系统和关键功能部件比例不低于50%;


  (5)每一台(套)设备交付用户使用前,应分别在设备制造企业处分别进行2000小时以上以上的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每一台(套)设备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,所有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


  方向1:航天大尺寸复杂精密构件激光选区熔化增材制造技术与装备


  (1)大尺寸、四光束激光选区熔化设备的研制:设备主体机械结构的研制,同步控制系统的研制、工艺软件的开发、多光束协同光路的设计与制造以及整个装备软、硬件系统集成与优化等;


  (2)高温合金、钛合金等难加工材料多束激光选区熔化增材制造工艺研究:成形过程中温度场、应力场的控制及其对构件尺寸精度的影响规律,不同工艺条件下多重搭接区域显微组织、性能及其对构件整体性能的影响规律;多光束条件下激光选区熔化成形构件的内应力演变与控制方法及其对构件整体精度的影响规律;


  (3)多束激光选区熔化增材制造装备与技术在航天典型构件的应用研究:主要包括在大推力氢氧发动机钛合金氢泵叶轮(尺寸>ф400mm)、航天武器装备的高温合金主动冷却控制舵等航天装备核心构件的应用研究。


  方向2:航天复杂零部件大功率激光的高效选区熔化制造技术与装备


  (1)基于高功率激光的四工位选区熔化成形装备研制:主机结构的优化设计;高精度同步铺粉及成形系统设计优化;结构修正补偿系统设计;复杂构件CAD文件处理、切片分割技术研究;填充路径规划及成形过程模拟技术研究;精确运动机构控制技术研究;


  (2)高温钛合金、高强钢等高性能材料多工位激光选区熔化成形工艺研究:多工位制造过程质量一致性控制及其对构件尺寸精度的影响规律研究,激光选区熔化成形冶金缺陷控制规律研究;激光选区熔化成形构件的组织结构与性能调控规律研究;激光选区熔化成形的尺寸精度调控规律研究;


  (3)高功率激光多工位选区熔化成形设备在典型航天构件中的应用:采用上述设备,针对航天飞行器异形耐热钛合金进气道、火箭多通曲面接头、姿控发动机壳体等航天产品关键部件进行整体制造,检验设备性能和成形质量稳定性,验证相关结果。


  4、实施期限


  2014年1月-2017年12月


  5、课题设置和经费要求


  拟支持2项课题研究,其中每个研究方向各支持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、工艺技术研究及关键零部件制造;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


  课题牵头单位应为航天产品结构件制造企业或研究单位,申报单位应对其中一个研究方向的全部研究内容和考核目标进行申报;原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题26航空航天大型结构件3维融覆(送粉式)增材成形技术


  1、研究目标


  针对航空航天大型梁珩类与框架类承载结构件研发及小批量制造中快速响应制造的需求,开发钛合金、高强钢、耐热钢、不锈钢等难加工材料的3维融覆技术直接成形制造技术与装备,鼓励有创新工艺和创新装备的课题,提升3D打印技术的水平,支持我国航空航天科技和工业发展。


  2、考核指标


  分别针对航空航天大型梁珩类或框架类3D增材成形技术,进行工艺研究和装备开发,投入工程应用,并成功制造出一批航空航天等结构件。装备的具体技术指标如下:


  (1)结构尺寸:梁珩类最大长度大于3m,框架类投影面积大于4平方米以上;制造效率:3Kg/h以上;制造精度:1mm;粗糙度:接近铸件;可靠性:连续工作240小时以上;变形控制:变形控制在1mm/100mm以内;成形件的强度达到锻件标准;


  (2)可以适应至少3种金属材料的成形,实现制造两种不同材料结构件制造;


  (3)能实现5种以上的航空航天结构件15件以上制造,其中至少3种结构件可以达到大型成形件的尺寸范围要求;


  (4)提出航空航天典型结构件增材制造工艺规范和质量标准、装备的设计规范;


  (5)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;


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (7)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


  研究钛合金、高强度钢等材料的直接3维成形增材制造工艺,研究实现这种工艺的能源、装备、工艺过程,研究成形过程仿真分析,成形效率研究成形件的应力与变形机理与规律研究,成形件的组织与强度,成形工艺优化研究,面向行业需求的成形件强度标准研究,金属材料3D成形装备的设计规范和标准研究。


  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,分别支持梁珩类及框架类零件增材成形,每个课题应包括上述材料中的3类材料;中央财政经费投入用于工艺与装备的创新研究。自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于中央财政投入经费的50%。


  中央财政投入经费支持方式:前补助。


  6、申报条件


  课题牵头单位应在上述领域具有较强研究基础的研究单位或制造企业。在该领域具有较强的研究工作积累和技术开发队伍。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题27飞机发动机整体叶盘增材制造及光整加工系统装备


  1、研究目标


  针对航空航天复杂精密结构件中快速响应制造的需求,开发钛合金等材料的3维增材成形制造装备及创新的配套精整工艺与相应专用装备,以达到航空工业最终精度要求的整体叶盘。鼓励有创新工艺和创新装备的课题,提升3D打印技术与应用的水平,支持我国航空航天科技和工业发展。


  2、考核指标


  (1)针对航空发动机关键件整体叶盘、涡轮盘的产品开发和小批量制造,完成增材制造装备1台开发及创新精整工艺与相关成套装备(精密原型、电极复形、专用数控电火花)三台装备开发,研究集成制造工艺技术,并能进入工程应用;成功制造出航空整体叶轮类增材制造成形件及经精整工艺处理的精密零件,验证件10件以上,形成产业化技术。


  (2)增材成形制造装备:零件结构尺寸:最大直径1.2m以上;制造件品种件数:2种以上;制造效率:0.5-1Kg/h;制造精度:1mm;粗糙度:接近铸件;故障率:连续工作240小时无故障;变形控制:1mm/300mm;装备的可靠性研究技术报告。


  (3)精整工艺装备及工艺系统:叶轮盘、涡轮盘快速原型装备:叶片原型精度达到0.05mm以内,制造效率60g/h以上;快速电极制造装备;整体叶轮盘数控电火花专用机床:加工尺寸直径1.2m以上,叶片型面复形精度:0.06mm以内,粗糙度Ra0.8μm以内。


  (4)整体叶轮盘类零件的精密制造集成工艺规范及标准;集成制造数据软件1套;提出3种以上叶盘类零件的增材制造工艺规范和质量标准,装备的设计规范。


  (5)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。


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准。


  (7)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


  增材制造工艺装备研究:研究针对整体叶轮盘、涡轮盘材料的直接3维成形增材制造工艺,研究实现这种工艺的能源、装备、工艺过程,研究成形过程仿真分析,成形效率研究成形件的应力与变形机理与规律研究,成形件的组织与强度,成形工艺优化研究,面向行业需求的成形件强度标准研究,金属材料3D成形装备的设计规范和标准研究。研究配套精整工艺研究:适合电极复形的快速原型材料及其原型工艺研究,原型精度研究,电沉积及电喷涂电极复形工艺及复形精度研究,整体叶轮盘和涡轮盘螺旋进给电火花工艺研究,精整尺寸精度及制造表面质量研究,终成形的集成制造工艺技术、软件及规范。


  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,中央财政经费投入用于工艺与装备的创新研究,自筹与配套资金合计数与中央财政投入经费比例不低于中央财政投入经费的50%。


  中央财政投入经费支持方式:前补助。


  6、申报条件


  课题牵头单位应在上述领域具有较强研究基础的研究单位或制造企业。在该领域具有较强的研究工作积累和技术开发队伍。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题28基于开放式数控系统二次开发平台的航天领域专用数控系统开发


  1、研究目标


  以国产数控系统为基础,开展航天领域专用数控系统加工工艺与特殊运动控制技术研究,开发面向航天特殊应用的专用数控系统;开展专用数控系统配套应用与可靠性试验技术的研究,通过专有加工工艺与数控系统的集成,在航天领域典型零部件的制造中得到应用,形成专门化数控系统的配套方案,扩大国产数控系统覆盖机床的种类,提高市场占有率。


  2、考核指标


  (1)以航天领域的实际需求为牵引,解决激光加工、电加工、数控折弯、柔性加工与装配等专用机床的控制和关键工艺技术,通过建立开放式数控系统二次开发平台,开发系列化专用数控系统,达到国际主流同类专用数控系统水平。申报单位应该提供拟开发系统与国际主流系统的详细性能和功能指标的对照。


  (2)基于开放式数控系统二次开发平台,开发专用型数控系统界面组件、工艺编程和状态显示界面组件、系统参数设置界面组件等,研制激光加工、电加工、折弯机、柔性装配单元等4种以上的专用型数控系统。


  (3)完成数控系统可靠性设计、增长技术研究和评测,研制完成的数控系统交付用户使用前,应选择其中10台以上在系统制造企业处进行10000小时以上的模拟实际工况运行试验,并编写试验报告。平均无故障时间(MTBF)大于20000小时。


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


  (5)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。


  (6)建立以航天应用为代表的面向激光加工、电加工、数控折弯机、柔性加工与装配等专用数控系统的应用示范,课题实施期间实现生产销售专用数控系统200台套。


  (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


  研究建立开放式数控系统二次开发平台,针对激光加工、电加工、数控折弯、柔性加工与装配等加工工艺的特点,开展专用数控系统扩展控制功能接口和运行环境研究、数控系统特殊控制功能研究、工艺数据库集成技术研究、高效PLC编程工具、数控系统安全技术研究、扩展数控编程语言研究等,进行国产专用数控系统与国产专用机床的配套研究。


  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


  课题牵头单位应为国内数控系统制造企业,联合数控机床、数控系统制造企业及研究单位共同申报,具有上述领域的研究基础,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。


  课题29国产数控系统应用技术规范


  1、研究目标


  开展国产数控系统应用技术规范研究,实现数控系统应用过程中的共性技术成果的规范化和工具化,开发国产数控系统选型及性能仿真软件平台,为数控系统的选型、机电设计和应用提供整体解决方案;研究国产数控系统推广应用的策略,结合国产数控系统最新成果的成功应用案例进行宣传推广,扩大国产数控系统的市场占有率,提升国产数控系统的配套能力。


  2、考核指标


  (1)提出国产数控系统选型、电气设计、电气联接、安装调试、参数优化、安全操作等方面应用技术规范不少于10项,并在不少于3种国产数控系统中应用验证。


  (2)开发国产数控系统选型软件1套,该软件具有国产数控系统与机床的智能配套选型、国产数控系统及机床参数匹配优化、国产数控系统及机床建模仿真等功能,并在不少于3种国产数控系统与用户的配套设计过程应用验证。


  (3)建立国产数控装置与伺服系统数学模型及参数数据库1套,该数据库具有典型国产数控系统与伺服驱动、电机、主轴等主要部件的基础数据收集与参数管理功能,能与国产数控系统选型软件有效集成,并在不少于3种国产数控系统与用户的配套设计过程中应用验证。


  (4)收集采编不少于5个品牌的国产数控系统在航空、航天、汽车、船舶等行业成功应用的最新案例,以彩印出版物、电子音像和网站的形式出版国产数控系统应用案例集一套,并向行业用户赠送不少于5000册。


  (5)参加本课题的数控系统生产企业各自编辑出版一套国产数控系统操作、数控系统编程、数控系统连接、数控系统维修等系列手册;各自编辑出版一套国产数控系统应用培训教材,每家数控系统企业向行业用户各赠送不少于1000册。


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准。


  (7)课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。


  3、主要研究内容


  研究国产数控系统的选型、电气设计、电气联接、安装调试、参数优化、安全操作等方面的技术规范;研究国产数控系统选型软件,基于国产数控系统及机床功能部件的多领域建模技术,实现数控系统与机床参数匹配的仿真及优化;开展基于国产数控系统与机床的机电联合仿真技术研究,建立国产数控系统及典型可选配功能部件的数学模型与参数据库,实现国产数控系统与机床的智能配套选型,指导数控机床的综合设计;结合国产数控系统的新技术、新成果、新案例,研究国产数控系统应用推广策略,进行全方位的宣传与推广,编写出版国产数控系统应用案例集,编写出版数控系统操作手册、维护维修手册、编程手册、电气联接手册等技术文件和相关培训教材。


  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、软件与数据库开发、性能测试、相关技术规范文件、手册的出版。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。


  课题30数控系统功能安全技术研究


  1、研究目标


  针对数控机床安全控制系统等设计与研发,开展数控装置、驱动单元、现场总线、PLC电气及功能安全以及失效识别、安全完整性等级评估等安全关键技术研究;开发具有安全功能的数控系统、伺服驱动、现场总线、PLC产品,在安全性以及精度与速度等关键指标上达到国际先进水平,并通过应用示范实现机床的配套应用;同时建立数控装置、伺服单元、现场总线、PLC的安全试验、检测及验证环境,实现实验数据的采集、统计分析及实验规范制定,以支持机床电气设备及控制系统安全的国际标准规范制定和实施。


  2、考核指标


  (1)完成数控系统安全控制功能体系结构,安全完整性等级评估以及电气安全与功能安全关键技术研制,开发具有安全功能的数控系统、伺服驱动、现场总线、PLC产品,并通过应用示范实现机床的配套应用;


  (2)建立数控装置、伺服单元、现场总线、PLC安全试验、检测及验证环境。完成产品的安全功能实验数据采集、统计分析及实验规范制定,实现对具有安全功能的数控系统、伺服驱动、现场总线、PLC产品的安全功能指标分析评价;


  (3)完成数控系统电气安全及功能安全标准体系框架的建设;


  (4)完成机床电气设备及控制系统安全的国际标准(IEC60204-34)制定,支持国际标准的贯彻实施。


  3、研究内容


  开展数控系统安全关键技术研究,伺服单元安全关键技术研究,现场总线安全关键技术研究,电气安全关键技术研究;数控装置、驱动单元、现场总线、PLC产品的安全相关实验数据的采集、统计分析;机床电气设备及控制系统安全国际标准规范制定研究。


  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;中央财政投入经费应主要用于关键技术研究和测评工作实施,自筹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数控系统制造企业。申报单位须响应课题指南提出的全部研究内容和考核指标。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题31机床高速主轴单元测试技术研究及示范应用


  1、研究目标


  研发数控机床高速主轴单元综合测试平台,配置测试软件及分析评价系统,适用于主轴转速不低于24000r/min及相当规格的高速、精密中型系列主轴(含电主轴)的综合性能试验;研发通用主轴动平衡试验平台,用于同等规格的高速、精密等中型系列主轴(含电主轴)及部件动平衡测试及分析;制定同等规格的高速、精密等中型系列主轴(含电主轴)试验规范;产品及试验规范在专业主轴生产厂及主机厂进行成套应用验证。


  2、考核指标


  (1)研制高速主轴动平衡试验平台及综合测试平台各五套;


  (2)动平衡试验平台测试精度达到G0.4;综合测试平台可实现如下性能测试并满足如下指标:主轴动/静态回转精度测试、测试精度不低于0.1?m;主轴运转可靠性测试,连续测试时间不低于48h;温升-热变形,测试温度不低于150℃,测试准确度±1℃;噪声、噪声声压级不低于120dB(A),测试准确度±1.5dB(A);拉刀力测试最大值不低于60kN,测试精度不超过最大值1%;测试静刚度不低于1000N/?m;


  (3)制定主轴测试试验规范5项以上;在国内5家以上主机厂示范应用,实现100套以上主轴测试试验。申报5项以上发明专利。


  3、研究内容


  高速精密(含电主轴)等中型系列主轴动静态精度试验、运转可靠性试验、温升-热变形试验、噪声试验、拉刀力测试、静刚度试验等技术及分析评价系统;高速精密中型系列主轴单元及部件动平衡测试技术,高速、精密等中型系列主轴(含电主轴)试验规范。


  4、实施年限


  2014年1月-2015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、性能测试与工艺技术研究,自筹资金不低于中央财政投入经费20%。


  6、申报条件


  课题牵头单位应为上述领域的研究机构或制造企业,具备技术基础和较完善的试验、开发条件,鼓励”产、学、研、用“联合申报。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题32高速防护装置


  1、研究目标


  开发可满足高速机床安全防护,以及在高速运动时对机床外罩、导轨、丝杠等防护需求的防护装置,开展与机床整体匹配的结构优化设计、人机工程设计,提出设计准则、设计规范和标准,开展制造技的研究,提出制造工艺规范,并进行实验验证。


  2、考核指标


  (1)导轨、丝杠防护装置的移动速度60-100m/min;最高加速度1-2.5g;噪声<75dB;


  (2)建立高速机床安全防护的设计准则;开发机床安全防护外罩、导轨及丝杠高速防护装置等设计方法及设计工具软件;


  (3)提出强度评价规范或标准,制定制造技术规范;


  (4)研制开发出3种以上高速数控机床、加工中心的安全防护装置,在5台以上高速数控机床上进行验证;完成工程研究,形成批量生产及供货能力。


  (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)课题牵头单位应对投入实际使用的设备运行故障予以记录,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


  研究高速机床故障危害性,研究高速机床安全防护措施、机理,设计机床防护系统,研究其刚度、强度计算方法,开展与机床整体匹配的结构优化设人机工程设计;提出机床外罩、导轨、丝杠防护罩等设计准则和设计方法,开发设计软件,研究安全防护系统的关键件制造方法及制造技术规范,开发可满足高速机床在高速运动时对机床外罩、导轨、丝杠等防护需求的防护装置,并进行验证验证。


  4、实施期限


  2014年1月-2015年12月


  5、课题设置及经费要求


  拟支持1项课题研究。中央财政经费投入用于设计制造技术研究、性能测试与实验验证。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


  课题牵头单位应为机床高速防护装置生产企业,在机床高速防护装置领域具有一定的研究基础和市场应用业绩,具备较强的研发团队和一定实验条件。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。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题33功能部件设计选型工具开发


  1、研究目标


  扩大专项研发成果的推广应用,开发功能部件设计选型工具,开展功能部件设计应用关键技术研究、产品性能评及标准体系研究,编制设计应用技术规范,解决功能部件生产过程中技术空缺及生产标准空缺问题,实现功能部件的批量应用。


  2、考核指标


  开发滚珠丝杠副、直线导轨副、数控转台、数控刀架、动力卡盘、高速主轴等设计选型软件6套,制定系列型普、行业标准及生产研发过程中技术规范,开发相关试验装置和应用验证平台,编制完成相关设计、应用技术规范和手册的编制,为数控机床主机企业和典型用户免费提供各1000套的应用。


  3、研究内容


  不同安装条件、不同工况使用条件下,开展功能部件力学、运动学、动力学建模与分析;功能部件在主机实际使用条件约束下的优化设计与分析;功能部件快速设计、选型软件开发;主机应用选型及应用试验验证。


  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关键技术研究、性能测试与工艺技术研究,自筹资金不低于中央财政投入经费20%。


  中央财政投入经费支持方式:前补助。


  6、申报条件


  课题牵头单位为专业研究单位或制造企业,在上述领域具有较全面的技术研发团队和较强的组织协调能力,鼓励相关技术领域研究所及科研院校、功能部件专业生产厂、主机厂等联合申报。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题34航空发动机关键零部件成套刀具开发与示范应用(项目制申报)


  总体目标:为了满足国产航空发动机加工行业需求,提高航空发动机加工的生产效率,实现航空发动机高性能切削刀具和非标专用刀具的国产化,促进我国航空发动机整体制造技术提升,项目将结合航空发动机盘环轴、机匣、整体叶盘及叶片等主要零件及发展趋势,开发高性能刀具系列产品,掌握核心设计技术、高稳定的批量制造技术以及配套切削工艺技术,形成完整的刀具成套解决方案,并得到批量应用与验证,主要刀具的各类性能指标均能达到或超过国外先进刀具水平。


  方向1:航空发动机盘环轴零件国产化成套刀具产品开发及应用


  1、研究目标


  通过建立刀具多学科优化模型,开展系列刀具的精准设计研究。研究用于盘环轴高效加工的系列化刀具,实现航空发动机盘轴零件国产化刀具成套替代,系统解决航空发动机盘轴零件的刀具国产化配套与示范问题,降低刀具成本,提高制造效率。


  2、考核指标


  (1)航空发动机盘轴零部件加工开发包括车、铣、钻、拉、镗削加工等刀具产品,成功开发刀具40种以上,其中可转位数控刀具至少20种、整体刀具10种以上,异型或成形刀具10种以上。在一家以上的制造企业得到示范应用,加工性能稳定,加工质量能完全满足航空航天零部件加工的需求,加工效果和使用寿命能达到或超过国外高端同类刀具水平。刀具包括有;


  1)针对高温合金和钛合金加工开发具高压冷却系统刀具产品,冷却压力达到70bar以上,能大幅提升切削速度和冷却效果;


  2)开发4种以上的高精度切槽及仿形刀具产品,适合盘环件各类槽加工刀具精度可达到槽宽0.03以内,可实现1mm-8mm槽宽范围的需求;


  3)针对航空发动机的关键零部件中的长轴零件,其长径比大,内部结构复杂的特点,开发具阻尼减震结构的内孔车刀,满足长轴内腔的加工;


  4)开发至少1个系列具自锁结构的刀具、10种以上的异形或成形刀具产品,满足如深内凹腔等复杂内部结构零件的加工;


  5)针对鸽尾型叶根槽及其它加工可达性差的凹槽加工,开发3个系列以上的专用刀具产品;


  (2)刀具质量稳定,刀具精度高,车削刀具加工镍基高温合金的要求线速度30-80m/min,进给0.1-0.25mm/r,切深精加工0.2-1mm,粗加工2-4mm;加工钛合金要求线速度50-70m/min,进给0.1-0.2mm/r,切深精加工0.2-1mm,粗加工1-2mm。钻削加工镍基高温合金的要求线速度10-25m/min,进给0.06-0.20mm/r;加工钛合金要求线速度20-60m/min,进给0.6-0.20mm/r。


  (3)有针对性开发系列的高性能专用刀具材料包括:2种硬质合金材料、2种涂层材料,并形成性能优异刀具材料,满足航空行业典型的粉末高温合金、镍基高温合金、铸造高温合金、钛合金等难切削材料的加工需求,其中硬质合金基体硬度大于HV1600,抗弯曲强度大于3GPa,涂层显微硬度40GPa,结合力大于70N,抗氧化温度能达到910℃以上。


  (4)能针对涡轮盘、风扇盘、长轴等典型关键零部件,提供完整的刀具配套和解决方案,刀具的品种满足率达到70%以上。


  (5)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (6)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


  研究盘环零件典型零件的结构特点、切削工艺等基础上,形成关键系列化刀具和成套刀具方案;针对盘环轴难加工材料研究车削用硬质合金牌号及涂层;基于多学科优化设计平台的系列化刀具的精准设计,包括刀具材料、刀具几何设计等,并形成批量刀具稳定生产工艺。


  方向2:航空发动机机匣加工国产化成套刀具产品开发及应用


  1、研究目标


  建设成套高性能系列刀具的研发综合能力;研究一种专用于航空发动机机匣类零件加工的高强度、高硬度以及高韧性的三高刀具材料的制备及应用技术;研究面向被加工材料特性的涂层设计方法及复杂刀具涂覆的工艺方法;研究面向被加工材料特性和被加工零部件几何特征的刀具几何结构设计方法;研究基于多目标的航空发动机机匣类零件高性能切削工艺综合优化技术;研究面向航空发动机机匣类零件典型结构的刀具性能评价技术。


  2、主要考核指标


  (1)针对2种航空发动机机匣类典型零件,开发系列化刀具产品50种以上,包含铣、车、镗、钻、铰等刀具类型,涉及整体刀具、可转位刀具以及相应刀片等系列刀具;


  (2)刀具技术水平达到国际同类产品水平;


  (3)在2家航空发动机制造企业推广应用高性能切削刀具,进行应用示范;机匣刀具的品种满足率达到70%以上。铣削刀具加工镍基高温合金的要求线速度30-70m/min,每齿进给0.03-0.06mm/r,切深Ap:1-10mm,切宽Ae,0.5-10mm;加工钛合金要求线速度60-80m/min,进给0.05-0.12mm/r,切深精加工切深Ap:1-10mm,切宽Ae,0.5-10mm。钻削加工镍基高温合金的要求线速度10-25m/min,进给0.06-0.20mm/r;加工钛合金要求线速度20-60m/min,进给0.6-0.20mm/r。


  (4)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (5)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


  形成典型机匣刀具的整体解决方案;航空发动机机匣类零件系列化刀具设计制造技术和高稳定性生产技术;航空发动机机匣类零件高性能加工刀具性能评价技术;针对机匣加工用难加工材料研究硬质合金牌号及涂层,超硬材料刀具制备技术;航空发动机机匣类零件高性能加工工艺优化技术;航空发动机机匣类零件高性能加工刀具工程化应用技术。


  方向3:航空发动机整体叶盘国产化成套刀具产品开发及应用


  1、研究目标


  通过航空发动机制造企业与国内刀具企业进行紧密合作,攻克叶盘、叶片、离心盘加工的共性关键性技术难题,切实掌握该类零件材料的切削特性,深入开展叶盘加工工艺研究和优化技术,解决叶轮加工用先进刀具涉及的高性能材质问题、先进结构问题及先进的刀具制造技术问题,完成30个以上刀具系列的开发,最终实现叶盘叶片国产化成套刀具产品开发及应用。


  2、主要考核指标


  (1)针对典型航空发动机叶盘零部件加工开发包括车、铣加工刀具产品,成功开发刀具30种以上,其中可转位数控刀具至少5种、整体刀具20种以上,异型或成形刀具5种以上,在一家以上的制造企业得到示范应用,加工性能稳定,加工质量能完全满足航空航天零部件加工的需求,加工效果和使用寿命能达到国外同类刀具水平,品种满足度80%以上。刀具包括有:


  A:开发出采用复合涂层的超细晶粒硬质合金刀具材质,满足叶盘类零件的高效加工;


  B:针对整体叶盘、离心盘的复杂特征,开发出适合其加工的大悬伸钛合金加工减振刀具;


  C:至少开发出3种适合薄壁件加工的低切削力铣削刀具,满足叶片的高效、高精度精加工;


  D:开发至少1个系列具自锁结构的刀具、4种以上的异形或成形刀具产品,满足整体叶盘复杂内部结构的加工。


  整体硬质合金铣削刀具加工镍基高温合金的要求线速度30-70m/min,每齿进给0.03-0.06mm/r,切深Ap:1-10mm,切宽Ae,0.5-10mm;加工钛合金要求线速度40-80m/min,进给0.05-0.12mm/r,切深精加工切深Ap:1-10mm,切宽Ae,0.5-10mm;。


  (2)针对高温合金粗加工中高效去除余量的需求,开发1种强化增韧型非金属陶瓷材料,硬度达到HV1900以上,抗弯曲强度大于600MPa,车削镍基高温合金速度达到150-250m/min,进给0.1-0.2mm/r,粗加工0.4-1mm;,并形成5种以上的陶瓷刀具系列。


  (3)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (4)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


  航空发动机整体叶盘高性能加工系列化刀具设计制造技术和批量制造技术;针对航空发动机高温合金高效去余量的要求,研制高强增韧陶瓷材料;针对叶盘、叶片的加工要求,研究铣削用超细涂层硬质合金牌号;航空发动机整体叶盘刀具数控加工应用技术研究。


  方向4:基于长服役寿命的航空发动机典型难加工材料零件高性能切削技术


  1、研究目标


  结合课题1-3,针对航空发动机整体叶盘、机匣、盘轴类典型零部件的高精度、高质量和高稳定加工需求,开发我国航空发动机典型难加工材料的切削加工性图谱;建立刀具切削参数、疲劳寿命表征参数与钛合金、高温合金等整体叶盘、机匣、盘轴类零件的关键应力集中部位表面质量表征参数间的基本控制规律和控制模型,建成航空发动机典型材料和关键部件的切削加工性评价规范;开发刀具状态智能监控技术,提出高完整性切削加工与强化工艺,实现关键应力集中部位的少无缺陷加工;建立面向车间和刀具开发的航空发动机刀具管理系统和切削数据库系统,为航空发动机典型零件的高效精密加工提供刀具优化配置工艺方案。形成”航空发动机零件加工需求航空发动机零件加工工艺航空发动机零件加工刀具航空发动机零件加工“产品开发链的共性技术研究平台。


  2、考核指标


  (1)航空发动机典型材料钛合金、高温合金的切削加工性评价规范1套,在用户处进行难加工材料切削加工实际案例5个以上;


  (2)航空发动机典型零件整体叶盘机匣、盘轴的少无缺陷切削加工表面表征与评价体系1套,提出切削加工表面缺陷表征参数定量描述方法和测试方法2-3套;


  (3)设计并实现典型零件关键工序的刀具状态监控技术,以钛合金、高温合金的车削、铣削刀具为例,设计制作评价基准试样各2件,通过基准试样获取的刀具寿命数据、表面质量数据与实际加工零件的误差在10%以内;


  (4)建立面向整体叶盘、盘轴、机匣生产车间和刀具企业的共用刀具寿命管理系统,在实现车间刀具配送管理的基础上,包含刀具寿命预测、刀具寿命采集、刀具加工过程记录、刀具修磨处理等功能,以及基于特征的刀具选配和切削参数推送功能。提供航空发动机整体叶盘、盘轴、机匣长寿命车、铣、钻切削加工工艺各1-2套,表面完整性强化工艺1-2套,开发高完整性加工工艺数据库和切削数据库各1套,形成软件著作权3项以上;


  (5)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (6)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)航空发动机切削加工性综合评价技术:包括针对航空发动机典型材料和关键部件的切削加工性评价雷达图谱系,航空发动机典型材料和典型零件整体叶盘、机匣、盘轴的切削加工性评价规范。


  (2)航空发动机典型零件加工表面成形、成性技术:揭示航空发动机典型材料和典型零件加工表面完整性的形成机理,开发高完整性切削加工工艺及加工表面强化工艺技术。


  (3)航空发动机关键部件的切削加工表面缺陷表征与评价:包括切削加工表面缺陷的系统测试技术,航空发动机整体叶盘、机匣、盘轴零件的车铣钻加工表面缺陷表征评价参数,航空发动机典型零件加工少无缺陷表面评价规范。


  (4)航空发动机刀具性能快速评价技术:包括航空发动机典型零件整体叶盘、机匣、盘轴加工刀具耐用度与质量稳定性评价基准,形成航空发动机典型零件加工刀具耐用度与质量稳定评价体系。


  (5)航空发动机典型零件关键工序刀具状态监控技术:典型零件整体叶盘、机匣、盘轴等关键工序加工智能化监控多传感器融合技术,关键工序加工智能化监控智能学习决策技术,航空发动机关键工序刀具状态智能监控技术。。


  (6)刀具全寿命周期的数字化管理技术:包括典型零件整体叶盘、机匣、盘轴等切削刀具优化配置方案推荐系统,刀具系统的数字化标识技术,航空发动机典型零件刀具寿命与加工质量预测模型,面向车间和刀具研发的切削刀具管理系统及切削数据库系统。


  方向5:航空发动机叶片的缺陷和厚度的自动化无损检测系统


  1、研究目标


  针对航空发动机关键零部件材料的专用性和特殊性,利用超声波穿透性强、无污染和对人身无伤害等优势,解决航空发动机在制造和服役期间的叶片缺陷检测问题,研究叶片缺陷和厚度的超声无损检测技术,掌握超声阵列检测核心技术,研制航空发动机叶片缺陷和厚度自动化检测系统,实现对航空发动机叶片的快速无损检测,使我国的复杂曲面叶片构件无损检测技术居世界先进水平。并完成示范应用。


  2、考核指标


  (1)系统能够对航空发动机叶片的厚度和裂纹、气孔等缺陷进行超声无损自动检测,可检测出缺陷尺寸当量直径不小于0.15mm、长度不小于10mm;厚度测量范围0.5mm-12mm;厚度测量精度为±0.03mm;系统检测效率:10-20分钟/件;


  (2)完成3台以上设备的实际应用;


  (3)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。


  (4)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (5)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


  多自由度超声自动扫查方法和复杂曲面扫查轨迹规划技术;水耦状态下超声波在叶片中的传播规律和基于超声的叶片缺陷及厚度检测技术研究;发动机叶片微缺陷阵列超声检测技术;多传感器数据融合、数据处理和超声检测成像技术;航空发动机叶片厚度及微缺陷专用超声检测装备研制;机械手测量航空发动机叶片的柔性控制技术。


  4、实施期限


  2014年1月-2016年12月


  5、课题设置及经费要求


  每个方向拟各支持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,其中课题1、2、3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%。;课题4、5自筹经费数与中央财政投入经费比例不低于20%。


  中央财政经费支持方式:前补助。


  6、申报条件


  项目应由国内刀具企业牵头组织集中申报。每项课题的牵头单位要求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。原则上申报每项课题的参与单位不超过5家。


  课题35、高速机床用高刚度、长寿命动静压复合轴承


  1、研究目标


  针对我国航空工业加工钛合金和铝合金大型柔性结构件以及发动机叶片,叶轮和叶盘等对高速加工装备的需求,研发该类机床的关键功能部件,高速精密、高刚度、长寿命的主轴支承,开展可靠性技术与试验研究,掌握以高速机床高端功能部件的结构设计与制造工艺,提高可靠性与精度保持性;形成产业化技术,并在高速精密五轴联动的加工中心上验证和应用。


  2、考核指标


  (1)研发DN值≥1800000,可以应用于铣削,寿命大于5000小时的动静压复合轴承。


  (2)提供3种型号15套以上的原型产品,应用于3种以上型号加工中心(专项支持研发产品)上,实现加工验证。


  (3)完成2种以上不同材料、5种以上的航空结构件的加工。形成制造工艺规范。提供可靠性实验数据及其分析,提出可靠性保证措施。


  (4)产品交付用户使用前,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.


  (5)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。


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准。


  (7)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


  动静压复合轴承结构设计、主轴支承的润滑结构设计、回转精度分析与实验、动平衡设计与分析、发热与运行效率的仿真分析,以上性能的实验研究与验证。可靠性、稳定性与精度保持性研究。


  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。中央财政经费投入用于刀具关键技术研究、性能测试与工艺实验技术研究。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


  课题牵头单位应为轴承制造企业,具有上述领域的研究基础,具备较强的专业研发团队和完善的试验、研究和开发条件。申报单位应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36、工业机器人关节减速器生产线


  1、研究目标


  针对工业机器人关节减速器产品,研发关键零件加工、检测及自动化装配生产线,形成年产6万台关节减速器生产能力。


  2、考核指标:


  (1)针对关节减速器中偏心轴类零件,研发加工生产线,加工零件技术指标:加工花键模数范围0.5-2.5mm,直径φ12-φ35mm,精度等级达到GB/T3478.1-1995中要求4级;偏心外圆圆度<1μ,表面粗糙度<Ra0.4,偏心相位误差<1.5arcmin;


  (2)针对关节减速器中针齿壳类零件,研发加工生产线。加工零件技术指标:针齿壳内针齿安装孔表面粗糙度<Ra0.8,轮廓度<0.005mm,齿距、累积及径跳误差按同直径相同齿数渐开线内齿轮4级精度考核;


  (3)针对关节减速器中摆线轮类零件,研发加工生产线。加工零件技术指标:摆线轮齿表面粗糙度<Ra0.8,齿形误差<0.01,齿距、累积及径跳误差按同直径相同齿数渐开线齿轮GB/T10095-20014级精度考核,摆线轮中轴承安装孔圆度<2μ,表面粗糙度<Ra0.4,孔位置度<0.008;


  (4)针对关节减速器中行星架类零件,研发加工生产线。加工零件技术指标:行星架上轴承安装孔位置度<0.008,圆度<0.005,表面粗糙度<Ra1.6;


  (5)研发关节减速器产品装配、检测生产线,技术指标:减速器部分装配工序实现人工与机械人结合的装配及在线检测,装配节拍为4分/台,检测生产线能够实现100%加载测试;


  (6)加工过程及装配自动化的工序CpK值大于1.33;


  (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产品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,设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。


  (10)申报5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


  偏心轴类零件工艺与制造装备技术研究;针齿壳类零件工艺与制造装备技术研究;摆线轮类零件工艺与制造装备技术研究;齿轮类零件工艺与制造装备技术研究;行星架类零件工艺与制造装备技术研究;关节减速器产品高精度装配、检测工艺与制造技术研究。


  4、实施期限


  2014年1月-2018年12月


  5、课题设置及经费要求


  拟支持1项课题研究。中央财政经费投入用于关键技术研究、性能测试与工艺实验技术研究,自筹与配套资金合计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


  课题牵头单位应具有上述领域制造企业,具备较强的专业研发团队和完善的试验、研究和开发条件。申报单位应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37重型机床可靠性评价与试验方法的研究


  1、研究目标


  重型机床因其价值量大与独特的功能是用户(特别是电力设备、船舶、航空等领域)重要且关键的设备,针对国内重型机床可靠性低并缺乏有针对性的可靠性分析与研究方法的现状,探求重型机床可靠性评价方法,开展可靠性分析与性能试验技术的研究,解决我国重型机床可靠性增长路线问题,为我国重型机床制造行业提供一套成熟、可操作性强的可靠性增长技术方案,使我国重型机床产品的可靠性达到国际先进水平。


  2、考核指标


  (1)形成有效规范2项:机床使用指导规范、机床使用寿命评价规范;方法3项:主机可靠性评价方法、功能部件的可靠性评价方法、电器控制与驱动可靠性评价方法;以上规范和方法应形成行业技术标准,并在行业内进行推广应用。


  (2)至少覆盖龙门镗铣床、重型卧车两类重型机床代表性产品;


  (3)提出重型机床的MTBF指标评价体系,包括:重型机床早期故障指标;重型机床主机指标;功能部件的指标;机床电气控制指标;机床安全性指标;按照目标产品MTBF指标要求,测试评价同类型目标产品。


  (4)在2家以上重型机床企业进行实际应用,机床MTBF提高50%以上。


  (5)研发的技术应用于实际产品,在最终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;


  (7)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


  开展主机的故障分析(特别是早期故障分析)、性能分析、精度分析、寿命分析等方法研究;功能部件可靠性评价方法的研究;电器控制与驱动系统的可靠性分析方法的研究;重型机床可靠性应用保障技术的研究;机床使用寿命与再制造的评价方法的研究。


  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。中央财政经费投入用于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


  课题牵头单位应为上述研究领域具有较强的技术基础条件的研究单位或重型机床制造企业,申报单位中应包括国内有代表性的重型机床企业、国内电力设备制造、船舶制造、航空工业等领域的重点用户。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(分析提出重型机床MTBF的具体数据)。原则上申报课题的参与单位不超过8家。


  课题38数控机床精度保持性技术研究


  1、研究目标


  解决国产高档数控机床精度保持性差的问题,面向国内生产的多轴联动、高速、精密、以及车铣复合机床等高档数控机床迫切需要提高精度保持性的重大需求,从设计、制造和使用三个环节,针对不同类型机床特点,通过对影响其精度保持性机理的基础研究和设计、制造环节中关键技术的攻关,提出全面提升国产高档数控机床精度保持性的技术措施,并在专项研发机床上进行应用示范,并向国内其它机床企业推广。


  2、考核指标


  (1)针对多轴联动机床、高速机床、精密机床、车铣复合机床等四类机床产品(专项前期支持研发产品),通过研究,总结出影响主轴精度、几何精度、定位/重复定位精度、运动精度等精度保持性的关键因素及影响机理,提出从设计、制造以及使用过程中提高精度保持性的具体技术措施,形成专利或专有技术,提高现有机床精度的保持能力至少1倍以上(申报时给出具体数据);


  (2)与承担专项多轴联动机床、高速机床、精密机床、车铣复合机床课题的企业联合开展研究,在机床设计、制造和使用阶段,开展提高机床精度保持性的研究,并形成相应的行业技术标准;


  (3)针对不同类型数控机床和精度指标,提出数控机床精度保持性评价的实验方法或现场测试方法,并在企业得到应用;


  (4)在专项支持研发的多轴联动机床、高速机床、精密机床、车铣复合机床四种类型机床至少各1台的实际应用,其中至少1台设备采用国产数控系统和国产功能部件。


  (5)应用课题技术的产品应满足用户使用要求,设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (7)在课题承担和参与单位建立不少于10人的研发团队;


  3、研究内容


  数控机床精度保持性与精度稳定性;数控机床精度保持性测试与评价方法研究;提升精度保持性的机床设计技术研究;提升精度保持性的零部件制造技术研究;提升精度保持性的整机装配技术研究;提升精度保持性的机床使用监测控制技术研究。


  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;中央财政经费投入用于精度保持性关键技术研究与实验监测技术研究,自筹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


  课题牵头单位应为长期从事机床精度或可靠性研究的研究机构或机床制造企业,在上述领域具有较强的研究工作积累和技术开发队伍,具有较完善的试验条件;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;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8家,应包括承担专项多轴联动机床、高速机床、精密机床、车铣复合机床研发课题的主机企业、至少1家数控系统企业。


  课题39五轴联动数控机床精度测评技术与标准


  1、研究目标


  针对我国高档数控机床急需建立综合精度测评标准的需求,以工件摆动型、主轴摆动型、主轴-工件复合摆动型、主轴并联型等4种五轴联动数控机床为对象,重点研究利用”S“试件检测五轴联动数控机床动态精度的科学依据和技术规范,为ISO标准制订提供重要的技术支撑;突破五轴联动数控机床几何误差、伺服跟踪误差、热误差、结构动态特性检测技术,为国家五轴联动数控机床综合精度检测标准制订提供重要的理论依据;建成可支持多种构型的五轴联动数控机床综合精度检测、溯源、评价与预测共性技术平台,形成成套技术辐射能力,提升我国高档数控机床的核心竞争力。


  2、考核指标


  (1)完成五轴联动精度检测ISO标准提案1项、国家标准提案2项、企业技术规范4项。


  (2)面向工件摆动型、主轴摆动型、主轴-工件复合摆动型、主轴并联型等4种五轴联动机床,建成五轴联动数控机床精度检测共性技术平台,包括综合精度检测、预测、补偿等软硬件系统,以及相应的试验环境。


  (3)面向机床制造和用户企业举办五轴联动数控机床精度检测与性能优化共性技术培训班4次,共不少于100人次。


  (4)完成不少于4台五轴联动数控机床综合精度检测,为机床制造企业或用户提供机床性能评价技术报告。


  (5)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准。


  (6)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


  研究基于”S“形试件的数控机床五轴联动精度检测机理,构建”S“试件加工精度与机床动态精度影响因素间的映射关系;研究”S“形试件检测方法及评价指标,重点突破曲面表面波纹度检测和测量不确定度分解和算法;研究典型构型五轴联动数控机床几何精度、定位精度、RTCP精度及切削试件精度的检测工具、检测方法、检测指标,形成五轴联动数控机床综合精度检验标准;研究五轴联动数控机床误差辨识及溯源技术,建立”S“形试件评价结果与机床误差源的定性映射关系、RTCP精度评价指标与机床误差源的定量映射关系;研究机床精度调整、误差补偿、动特性优化技术;研究五轴联动数控机床精度检测评价指标与制造特征精度的映射机理,建立机床精度与制造特征的映射模型。


  4、实施期限


  2014年1月-2018年12月


  5、课题设置及经费要求


  拟支持1项课题,中央财政经费投入用于关键技术研究、性能测试与工艺实验技术研究,自筹资金不低于中央财政投入经费的20%。


  中央财政经费支持方式:前补助。


  6、申报条件


  课题牵头单位应是具有较强的技术基础、技术开发队伍和机床研发经验的企业或研究机构。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8家。要求落实最终用户(应为航空制造企业)。


  课题40(略)


  课题41核电大型复杂管件关键制造工艺及应用研究


  1、研究目标


  通过研究发核电主管道与核电超级管道等复杂管件的成形工艺及组织控制等制造技术,解决我国核电、发电设备用大型复杂管件的制造难题,提高我国重型锻造成形设备的配套工艺水平和制造能力,满足发电设备、船舶等领域对高效、优质、低成本、长寿命大型复杂管件的需求,使我国大型复杂管件的制造技术达到国际先进水平。


  2、考核指标


  (1)核电不锈钢管道与复杂管件挤压成形技术。解决大型不锈钢管道与复杂管件成形关键技术问题,完成核电用不锈钢管、核电不锈钢主管道空心件(带挤压管嘴)的试制,提供核电不锈钢管道与复杂管件成形成套工艺;形成大口径高压厚壁及复杂管件的精整技术,使大口径高压厚壁及复杂管件材料利用率提高30%以上;大直径空心不锈钢锭、管件的切割技术及其应用;


  (2)课题牵头单位应对投入实际使用的每一台(套)设备的运行故障予以记录,并形成故障统计和分析报告;采用国产控制系统。


  (3)用新工艺生产的复杂管件应形成批量生产,满足用户使用要求,并应用于核电工程项目。


  (4)申报10项以上发明专利、形成10项以上技术标准;


  (5)课题牵头单位建立起不少于30人的专职研发团队。


  3、研究内容


  核电不锈钢管道与复杂管件挤压成形技术。针对核电不锈钢主管道及复杂管件,研究:大型空心不锈钢钢锭直接热挤压工艺;主管道空心件成形技术;大型复杂管件、斜三通、Y型三通热挤压成形工艺;复杂管件挤压成形模具技术;大型不锈钢管道与复杂管件整体精整技术、尺寸精度控制技术;大直径不锈钢空心钢锭、管件切割技术;大型复杂管件热处理技术与内部质量控制技术。


  4、实施期限


  2013年1月-2015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、产品验证费用等;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:前补助。


  6、申报条件


  课题牵头单位应为国内装备制造企业,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;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8家。要求落实最终用户。


  课题42钛合金型材三维热拉弯成形技术研究


  1、研究目标:


  针对航空领域对钛合金型材三维结构件的重大需求,开展钛合金型材三维热拉弯成形关键共性技术研究,突破钛合金型材三维热拉弯变形区精确控制、变形区等应变精确控制、回弹补偿精确控制、在线加热温度精确控制等技术瓶颈,实现钛合金型材三维热拉弯技术的自主创新,为我国钛合金型材三维结构件生产提供关键共性技术支撑。


  2、考核指标:


  (1)针对钛合金型材三维热拉弯成形关键共性技术进行研究,开发具有模型预处理、工艺方案优选、成形模具设计、工艺参数优化、在线回弹处理与分析等功能的钛合金型材三维热拉弯成形加工工艺软件系统。


  (2)研制1台钛合金型材三维热拉弯设备:


  1)拉伸力300KN,XY面最大成形角150°,ZX面最大成形角10°,成形半径范围1000-2800mm;


  2)型材延伸率实时连续控制精度误差小于±0.20%;


  3)在线加热温度范围0-800℃,开放式温度控制精度±5℃;


  4)变形速率控制精度±5%。


  (3)将该技术应用于3种典型钛合金型材拉弯样件的试制,样件装配面精度误差小于±0.30mm,截面壁厚减薄率小于5%;成形后样件力学性能满足11-CL-057C航空材料力学性能标准要求;


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


  (5)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。


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (7)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:


  钛合金型材三维结构件模型预处理技术;热拉弯工艺过程仿真技术;热拉弯变形区精确控制技术;在线加热温度精确控制技术;基于变形预测的成形模具优化设计技术;变形区等应变精确控制技术;回弹变形预测与控制技术;拉弯缺陷的预判与控制技术;钛合金型材三维热拉弯试验装置的研制;钛合金型材的制备;热力耦合对钛合金型材组织结构及力学性能影响研究;典型拉弯件试制与性能分析。


  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,中央财政经费投入用于关键技术研究、性能测试与验证试验装置研制及工艺实验技术研究,自筹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相关研究机构,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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43航空轻质合金复杂构件热加工技术及应用


  1、研究目标


  面向航空铝、镁、钛轻质合金复杂构件,开发变截面、非对称轻质合金复杂构件铸造、锻造、焊接等热加工过程的变形和缺陷控制技术,开发航空复杂金属构件内部缺陷的自动化检测与数字化分析评价技术,开发轻金属航空构件内部缺陷的高质量修复技术,并在连杆类、框架类、肋类等3-4种典型复杂构件上示范应用,实现产品质量,提高产品合格率,实现产品稳定化生产。


  2、考核指标


  (1)开发出1套完整的新一代飞机座舱镁合金骨架铸件低压铸造技术。铸件内部质量达到专用技术条件的Ⅱ类铸件标准,拉伸强度不小于225MPa,延伸率不小于5%,尺寸精度达HB6103CT10级以上;产品合格率由不足40%提升至80%以上。


  (2)研发高强铝合金变截面开环式锻件精密模锻成形工艺。研制一套减少残余应力的模锻成形模具,成功制造模锻件并替代进口预拉伸板,材料利用率提高0.5倍。产品满足:1)机加工后工件开口内缩变形量由20mm降低至0.9mm内;2)锻件UT探伤满足GB/T6519和专用技术条件规定的A级标准要求;3)按照GJB2351的规定方法进行构件应力腐蚀实验(170MPa下保持时间超过30天,不出现裂纹)。


  (3)开发钛合金复杂焊接构件电子束焊接-真空稳定化热处理变形控制技术。研制变形控制工装,实现钛合金复杂焊接构件的精密制造。尺寸精度控制在0.5mm内,一次交检合格率由不足20%提升至60%以上。具体性能指标如下:①TC18基体抗拉强度(1030-1280)MPa,延伸率≥8%,断面收缩率≥20%,冲击韧性>250J/m2;电子束焊接接头抗拉强度≥970MPa,氩弧焊焊接接头抗拉强度≥920MPa;②TA15基体抗拉强度不小于930MPa,延伸率不小于8%,断面收缩率不小于20%,电子束焊接接头抗拉强度不小于835MPa。


  (4)研发航空铝合金、镁合金结构件内部缺陷修复技术,能够成功修复航空轻合金结构件内部缺陷,晶粒度优于无缺陷材料,针对铸造镁合金结构件,修复区抗拉强度大于等于无缺陷材料的95%,延伸率不低于无缺陷材料的95%。


  (5)研制出航空复杂金属构件五坐标自动超声探伤与数字化缺陷评价集成系统,实现铝合金锻件、镁合金铸件、钛合金焊接件等复杂航空金属构件的自动化高效探伤与数字量准确评价。检测精度达到AA级,满足航空产品质量控制要求。具体性能指标如下:


  1)通过CATIA三维模型或激光在线测量生成复杂构件自动扫查规划,扫查速度达到300mm/s;


  2)具有自动声衰减补偿,实现变厚度零件和不同材料零件的自动检测,被检材料厚度达到300mm;


  3)准确定位缺陷位置与深度,实现检测结果定量分析和A/B/C/D/3D成像显示,定位精度达到0.2mm;


  4)实现航空铝合金锻件、镁合金铸件、钛合金焊接件内部缺陷的数字量评价;


  (7)应用课题技术的产品应满足用户使用要求,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


  (1)对镁合金铸件低压铸造过程中的金属液流动规律和凝固特性进行研究,开发镁合金复杂结构铸件的低压铸造成形技术,并在新一代飞机座舱镁合金骨架构件上进行示范应用;


  (2)对高强铝合金环类锻件成形过程的金属变形机制和残余应力分布规律进行研究,开发变截面开环式锻件精密模锻成形工艺,减小残余应力并使其沿截面合理分布,在高强铝合金中弧构件上示范应用;


  (3)研究钛合金(TA15和TC18)复杂焊接构件焊前锻件状态、焊接过程和焊后热处理过程变形规律和各工序间的交互影响机制,开发航空钛合金复杂焊接构件多流程变形控制技术,并在连杆类、肋类构件上示范应用;


  (4)针对航空轻合金结构中的缺陷无法在一次制造中完全避免的现状,对缺陷分布规律和缺陷种类开展研究,并有针对性地开发缺陷修复方法及工艺,通过系统工艺实验和组织性能分析测试,形成一套完整工艺,完成缺陷修复,使得修复区性能与无缺陷材料相当,并在新一代飞机座舱镁合金骨架构件上进行示范应用。


  (5)研究适用于铝合金锻件、镁合金铸件、钛合金焊接件等航空复杂金属构件的高效自动超声探伤技术,研究航空金属构件内部缺陷的定量分析与评价方法,研制出符合航空复杂金属构件产品质量检测要求的五坐标自动超声探伤与数字化缺陷评价集成系统,形成自动超声探伤参数库和数字量缺陷评价标准库,并在飞机座舱镁合金骨架构件、高强铝合金中弧构件、钛合金连杆类和肋类构件上实现示范应用。


  4、实施期限


  2014年1月-2016年12月


  5、课题设置及经费要求


  支持1项课题研究;中央财政投入经费应主要用于关键共性技术研究、性能测试与工艺技术研究,自筹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


  课题牵头单位应在金属材料热加工共性技术方面具有雄厚基础和工作业绩,具备较强的专业研发团队和较完善的试验条件,联合在骨架类、连杆类、肋类轻质合金复杂构件制造上具有研制基础和生产需求的航空主机厂共同研发。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题44复合材料超声加工技术及工艺


  1、研究目标


  针对材料超声加工技术需求,以蜂窝夹层材料加工、低密度耐烧蚀材料加工、大型复合材料部件复杂内形线加工为应用目标,突破旋转超声加工五轴头、超声加工刀具、超声加工数控系统等关键技术,研制基于机床附件化的旋转超声加工五轴头及原理样机,完善基础理论体系,解决产品应用技术问题,开发相应的测试装置,制定相关产品标准,使我国旋转超声加工技术达到国际先进水平,实现示范应用。


  2、考核指标


  (1)研制超声振动切削机床附件,输出功率≥3kW,超声振动频率范围16~40kHz,与主轴适配转速大于10000rpm,超声系统连续工作8~16小时,并给出不同负载下,整个超声声学系统谐振与制定切削规范的极限条件;


  (2)研制大功率旋转超声加工机床附件,超声功率大于1千瓦,超声振动频率范围16~40kHz,与主轴适配转速大于10000rpm,超声系统振幅8~12um,在切(磨)削使用冷却液条件下,超声系统连续工作8~16小时,并给出不同负载下,整个超声声学系统谐振与制定切削规范的极限条件;


  (3)采用智能控制算法ADC/自适应控制、ACC/Acoustic控制和APC/压力自动控制,开展软件模式的机床附件化负载匹配进给系统研究,提供相应的软件测控系统以及与硬件的连接模式;


  (4)开展高速、高效非接触电磁耦合电能传输集流环共性技术研究,适于工作转速大于10000rpm,电能传输效率大于90%;


  (5)研制超声加工关键部件,适用于复杂曲面加工的超声加工五轴头,工作频率18-80KHz,主轴旋转精度0.02-0.03mm,A/C摆头精度±10",转速为0-10000r/min;


  (6)研制面向复合、软脆与硬脆材料高效加工需求的高效长寿命系列超声加工刀具,加工效率提高4倍以上,尺寸偏差小于±0.1mm,无毛刺,刀具寿命提高3倍以上;


  (7)研制出龙门式超声加工原理样机,工作台尺寸4m×8m,五轴联动,最高运行速率60m/min,并配套的软件系统,建立超声加工工艺规范;


  (8)在2-3家生产企业进行示范应用;


  (9)应用课题技术的产品应满足用户使用要求,设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收;


  (10)形成10项以上发明专利;制定相关接口和连接、可靠性与精度保持性、安全和性能评价等技术标准或技术规范10项以上。


  (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


  开展基于机床附件化的旋转超声加工机床附件以及超声加工原理样机等共性技术研究,主要包括:超声振动高效加工声学传输特性与声学系统设计;适应复杂形体切、磨削的具有自动频率跟踪功能的超声电源;适应超声加工装备的大功率高稳定性的超声换能系统;高速、高效非接触电磁耦合电能传输技术;适应大长径比、深腔加工的多振型和多级放大混合型变幅杆超声系统的稳定性与切削极限条件研究;超声加工软、硬负载匹配系统研究;超声系列标准声学刀具结构及系列化刀具设计;硬脆材料微细结构加工方面的应用;旋转超声加工五轴头;软脆材料精密加工。


  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


  课题牵头单位应为航天领域制造企业或装备制造企业,在上述领域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;原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题45(略)


  课题46(略)


  课题47国产数控系统在航天领域的示范应用


  1、研究目标


  以国产数控系统为基础,在航天领域开展专用数控系统加工工艺与特殊运动控制技术研究,针对航天产品关键零件的制造,建立包括复杂工件编程、工艺、检测、智能生产管理技术的工程化研究和应用技术平台,形成面向航天产品制造的国产高档数控系统成套解决方案。


  2、考核指标


  (1)建设航天示范应用基地,完成不少于30台套国产数控系统在航天领域的示范应用。其中五轴加工中心、精密四轴卧式加工中心、立式加工中心、专用机床类型的国产数控机床不少于15台套。


  (3)完成数控系统可靠性设计、增长技术研究和评测,研制完成的数控系统交付用户使用前,应选择其中10台以上在系统制造企业处进行10000小时以上的模拟实际工况运行试验,并编写试验报告。平均无故障时间(MTBF)大于20000小时。


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


  (5)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。


  (6)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准;


  (7)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


  面向航天产品的典型零件加工制造的工艺需求,开展加工工艺规划、工艺设计、制造资源优化、在线检测、加工过程智能监控等关键技术的研究,形成面向航天精密零件的加工制造整体解决方案,选择在极具代表性和示范性的航天加工制造企业中建立包含专用数控系统在内的示范应用。


  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、性能测试与应用工艺技术研究,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


  课题牵头单位为国内航天制造企业,具有较强技术基础和组织协调能力,联合数控机床及数控系统制造企业共同申报。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2家数控系统企业。


  课题48立式加工中心批量配套国产数控系统应用工程


  1、研究目标


  开展立式加工中心批量配套国产数控系统的应用工程,完成国产标准型数控系统的功能、性能、可靠性和配套性的批量应用验证;建立国产数控系统与机床配套的电气设计、机电调试、用户培训、售后服务体系;完成500台国产数控系统配套立式加工中心的销售。


  2、主要考核指标


  (1)课题实施期间完成500台/年配置国产数控系统的机床制造与销售;以立式加工中心为主,包括部分钻削中心和高速雕铣加工中心。


  (2)采用国产数控系统(含伺服装置)与机床配套;数控系统的性能、功能指标应达到国际主流标准型数控系统的技术水平;提供与国外主流标准型数控系统的功能对比(细化到使用手册)。


  (3)在所销售的机床中,选择50台以上,进行2年以上的远程可靠性数据采集及分析,完成可靠性试验和评估;数控系统实测平均无故障时间(MTBF)大于20000小时。


  (4)数控机床和数控系统满足用户使用要求,至少有300台以上在最终用户处,实际应用一年以上,方可申请验收。


  (5)申报5项以上发明专利,形成5项以上技术标准。


  (6)课题牵头单位建立起不少于10人的专职研发团队。


  3、重点研究内容


  配置国产数控系统的数控机床功能、性能、可靠性评测试验及与国外同类产品对比性试验研究;配置国产数控系统的数控机床精度稳定性评测及与国外同类产品对比性试验研究;特殊工艺和独有使用要求的应用技术开发;数控机床运行状态实时在线监测,可靠性数据远程采集技术;防护与散热优化设计;机电控制参数匹配与优化;用户关键零部件的加工工艺与编程优化;配国产数控系统的数控机床市场推广策略研究。


  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2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


  课题牵头单位应为国内机床制造企业,在上述领域具有较强的技术研发队伍和技术基础。2012年度加工中心销售量不少于500台(需提供销售证明材料)。牵头申报与参与单位均应提供单位前期开展可靠性研究的证明材料。原则上申报课题的参与单位不超过5家。


  课题49(略)


  课题50轿车用缸内直喷汽油发动机缸体、缸盖柔性生产线示范工程


  1、研究目标


  针对轿车发动机企业对采用缸内直喷技术、排放达到国V(欧V)标准的轿车汽油发动机能力建设的需求,应用数控专项取得的阶段性成果,研究适合多品种缸体、缸盖柔性加工工艺技术,集成开发缸体、缸盖柔性生产线并投入示范应用。掌握高精度轿车缸体、缸盖柔性加工技术,形成生产线集成能力。通过批量生产示范应用,提高国产数控装备可靠性和精度稳定性,推进国产数控装备在轿车发动机关键零部件加工行业的应用。


  2、考核指标


  (1)研制由卧式加工中心、专机、辅机及物流设备组成的缸内直喷汽油发动机(排量1.2-1.6L)的缸体、缸盖柔性生产线各一条,分别实现包括直喷机型在内的不少于2个机型缸体、缸盖的共线加工,两条生产线设备不少于40台,其中采用专项研发的设备不少于25台;


  (2)关键设备指标:缸体生产线采用的数控专项设备主轴转速≥8000rpm,缸盖生产线采用的专项设备主轴转速≥12000rpm;定位精度≤0.008mm,重复定位精度≤0.004mm。生产线上采用的数控专项设备的MTBF不低于1500小时;


  (3)缸体生产线加工铸铁缸体,曲轴孔直径Φ50(+0.015/0),同轴度Φ0.02,圆柱度0.012。缸盖生产线加工铝合金缸盖,导管直径Φ5.5H7,导管圆柱度0.01,座圈圆度0.008。工序能力指数Cpk≥1.33;


  (4)缸体、缸盖柔性加工线纲领大于10万/年,节拍≤142s,生产线开动率≥75%;


  (5)配备国产数控系统和关键功能部件(丝杠、导轨、转台、刀库、主轴五类部件中选配两种)的数控机床不少于20%,并进行应用验证;


  (6)满足用户使用要求,所有设备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


  缸体、缸盖柔性加工技术研究;生产线集成技术及自动化物流系统研究;生产线可靠性技术研究;国产数控系统及功能部件可靠性验证;国产刀具应用研究;自动生产线智能化管理系统研究。


  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,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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


  课题牵头单位应为轿车及轿车发动机制造企业,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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51高档活塞规模制造加工生产线研制及示范工程


  1、研究目标


  通过对高档活塞规模制造加工生产线基础理论与关键技术的系统研究,掌握高档活塞规模制造的加工工艺、关键设备的主要单元部件设计与制造技术、物流技术、检测技术和集成技术,研制高档活塞规模制造加工生产线原型样机,制定高档活塞规模制造加工生产线工艺规范与技术标准,形成规模生产能力,降低成本,提高竞争力。


  2、考核指标


  (1)研制活塞规模制造加工生产线不少于10条,每条生产线由7台以上专项研发的数控机床组成,生产效率为20-60s/件;


  (2)产品尺寸:活塞直径Φ55-Φ125mm,品种不少于5种,几何精度满足国Ⅳ以上排放标准的发动机用活塞的要求;


  (3)关键工序能力指数:CPK≥1.33;


  (4)机床单机可靠性指标:MTBF≥1500h;


  (5)国产数控系统及功能部件配套率不少于50%;


  (6)满足用户使用要求,所有设备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


  活塞规模制造生产线的制造工艺技术研究;高精度数控加工机床的加工集成技术研究;活塞自动上下料技术研究;活塞加工生产线物流研究;活塞在线自动检测技术及动态综合补偿技术研究;活塞规模制造加工生产线控制技术研究。


  4、实施期限


  2014年1月-2016年12月


  5、课题设置和经费安排


  拟支持1项课题研究,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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


  课题牵头单位应是汽车活塞生产厂家,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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52轿车覆盖件伺服及机械压力机混合冲压生产线示范工程


  1、研究目标


  针对国产品牌汽车覆盖件高效制造的需要,采用重大专项支持开发的伺服及机械压力机,实施混合智能化冲压生产线应用示范。开展多材质、轻量化国产轿车外覆盖件冲压工艺关键技术、大型伺服压力机应用技术和混合智能化柔性生产线集成技术研究。替代进口,降低制造成本,支撑轿车多材质、轻量化车身制造装备的自主化,促进具有我国自主知识产权的伺服压力机及其生产线规模化推广应用。


  2、考核指标


  (1)建设一条由伺服和机械压力机组成的混合智能冲压生产线,采用重大专项支持开发的伺服压力机1台及机械压力机3台,实现伺服及机械压力机混合生产线的智能化柔性化集成,年产纲领不少于200万件;伺服压力机参数:加压能力≥20000KN;滑块行程≤1250mm;工作台尺寸5000×2500mm;液压垫最大有效行程≥300mm;行程次数10-16次/分钟;机械压力机参数:加压能力≥10000KN;滑块行程≤1250mm;滑块工作台尺寸5000×2500mm;行程次数12-20次/分钟;


  (2)生产线节拍≥450件/小时;


  (3)生产线开动率≥75%;


  (4)生产线关键工序能力CPK≥1.33;


  (5)生产线噪声≤82分贝;


  (6)国产搬运机器人配套率不少于25%;


  (7)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;


  (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


  适合高速高质量伺服冲压生产的同步工程、工艺设计和参数优化技术研究;满足伺服冲压2-3个典型覆盖件冲压模具设计技术研究;研究伺服压力机与机械压力机联线自动联线控制技术、冲压线压力机运动-自动送料-模具三系统集成应用技术和高速冲压线虚拟现实设计技术;研究激光拼焊板零件回弹补偿消除和几何精度控制技术和自动线自动换模应用技术,并开发冲压车间智能生产监控、远程监控服务技术;开展国产搬运机器人在高速伺服冲压生产线应用研究,开展国外先进机器人与国产机器人的高速搬运传送性能对比应用研究,为国产机器人在高速冲压生产线上应用替代进口奠定基础。


  4、实施期限


  2014年1月-2016年12月


  5、课题设置和经费安排


  拟支持1项课题研究,中央财政投入应主要用于关键技术研究、工艺技术研究、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


  课题牵头单位应为汽车制造企业,参与单位在各自领域具有较强的技术基础和开发队伍,具有完善的试验基本条件和专业团队;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。


  附件


  数控机床专项申报2014年度课题单位应具备的可靠性研究基本条件


  一、课题申报需提供的可靠性申报材料


  为推动数控机床专项各类产品可靠性研究、试验、考核工作的深入实施,专项拟在2014年课题申报指南中对所有产品类课题的申报单位(包括牵头申报与参与申报的单位)要求提供前期开展可靠性工作的证明材料。


  申报材料要求:


  所有设备研制单位牵头申报或参与申报课题均应提供可靠性申报材料。


  每单位应至少提交两份材料,其中材料1必须提交,材料2、3可选择其中之一提交。


  证明材料主要包括:


  1、企业自身开展的典型产品可靠性试验报告


  一年内(2012年4月1日至申报截止期)所开展的可靠性试验报告,包括试验台的搭建、试验规范的建立、主要产品的试验过程、试验记录、试验结果分析和处理报告、试验设备及试验过程必要照片或视频等内容。


  其中不同类型产品需提供的可靠性试验工作的最低要求:主机1台运行500小时以上,数控系统1台2000小时,丝杠1根500小时,导轨1套500小时以上,刀库1台5万次以上,刀架1台5万次(各类试验应为加载运行试验,空载运行试验报告不予接收)。


  报告中所提到的试验产品技术指标应接近于专项前期任务安排指标,不接收技术水平较低产品(如非数控产品、简易(经济型)数控机床及数控系统、功能部件)的分析报告。


  以上报告应由第三方检测机构或从事可靠性研究工作的第三方研究机构(高校、研究所等)盖章,确认可靠性试验水平、数据及报告真实性。


  2、第三方检测机构出具的数控机床主机MTBF(平均无故障间隔时间)检测报告


  一年内(2012年4月1日至申报截止期)所完成的主机MTBF检测报告。


  3、企业或第三方研究机构(高校、研究院、所等)为企业典型产品开展故障采集后形成的统计、分析报告


  一年内(2012年4月1日至申报截止期)所开展的产品故障统计分析报告,包括产品在用户的使用情况、主要故障记录、故障的分析和处理,20台(套)各运行一年以上的统计数据,并分析计算该类产品的MTBF。


  报告中所统计产品原则上应为同一系列产品,如专项前期安排过类似产品研究,则所统计的产品技术指标应接近于专项前期任务安排指标,不接收技术水平较低产品(如非数控产品、简易(经济型)数控机床及数控系统、功能部件)的分析报告。


  二、可靠性申报材料申报要求及在课题评审指标体系中的权重影响


  1、凡指南中要求提交可靠性申报材料的课题,如不提交,形式审查将不予通过。


  2、可靠性申报材料的水平在评审指标体系中单独打分,占20%权重。


  3、在评审后,专项办将委托专业机构对各单位提交的可靠性申报材料进行抽查,一旦发现可靠性申报材料造假,将取消该单位申报、承担数控机床专项的资格,并予以通报。