第1088章 自适应数控加工
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然而，轻松的气氛并没能维持太长时间。 一名优秀的设计师，确实会在设计阶段就考虑到生产过程的难处。
但常浩南计划中的加工方案，并没有比他设计出的叶片本身拟人太多……
只见他轻点鼠标，把PPT翻到了后面一页，同时开口道：
“首先，采用铣削工艺方法加工出具有一定形状的三层钛合金薄板，在钛板上按照三角形桁架结构的成形要求选区涂敷止焊剂……”
“随后采用扩散连接工艺，将三层钛板焊成一体，并将焊接后的叶片毛坯连同夹具放入真空炉内加热至钛合金的超塑性状态，在扭矩作用下形成后掠叶型……”
“接着向钛板间吹入惰性气体，使得叶片毛坯和夹具完全贴合，形成三角形桁架空心结构和气动外形。”
“最后采用数控加工手段加工榫头、叶身、前后缘和叶尖等部位。榫头通常采用磨削或者铣削的方式加工出成形榫齿面，叶身通过砂带磨削提高表面加工质量，前后缘采取多轴铣削加工出缘角……”
“……”
一开始，众人还没有意识到事态的严重性。
但很快，负责工艺生产的张振华脸色就开始不对了。
作为设计师，常浩南自然不可能连工艺参数都给准备好，否则他们这些生产工程师也就没了存在的价值。
这套生产路线，如果搁在涡扇10，或者SeA650这样叶片弦长50-60厘米上下的中小尺寸风扇上，倒也没什么大问题。
但AE1500的风扇直径近两米，比同级别的CFM56-7大了差不多30%，涵道比达到惊人的9.03，叶片弦长也随之超过了90厘米，单就尺寸而言完全属于跨带产品。
同样的加工工艺，在产品放大一倍以后，面临的难度可不是成倍提升。
“常总……”
思索片刻之后，张振华还是如实报告了自己的判断：
“如果只是生产测试用的样品，那我们的设备都已经经过升级，应该很快……最晚年底之前就能拿出来，但这样的工艺流程，如果想要投入量产的话……”
说到这里，他两只手略有些紧张地搓了搓：
“我不敢明确给出一个时间表。”
接着做了个深呼吸，仿佛下定了什么决心一般继续道：
“空心三角形桁架结构内形在超塑成形/扩散连接工艺过程中一次成形，外形叶身部位留有0.1~0.15mm的较少抛修量，而叶尖和叶根部分的余量最高则能达到1.2mm，各加工部位的结构特征要求采用多样化的数控加工方法，进而又导致各加工部位相邻区域难以光顺转接。”
“另外，叶片的叶尖、叶根和前后缘部位为实心结构，刚性强于叶身空心部位，加上虚实相间的三角形空心桁架结构，让整个叶片具有强弱相间的刚度特性，导致风扇叶片在数控加工过程中变形规律非常复杂，仅靠现有手段很难控制加工变形量。”
“还有，在成形过程中，钛合金薄板要经过多重高温和高压循环过程，由于不可能100%精确地控制冷却参数和壁面贴合率这些条件，叶片不同部位的应力水平、以及受到应力影响后产生的应变大小也很难控制。”
“这些问题如果单独拿出来，其实都不难解决，但结合在一起，再放到大规模生产里面，很可能导致哪怕同一批次的叶片毛坯一致性也很差，需要单独拎出几个工序，对生产过程中的半成品进行校核……”
“……”
张振华没有继续说下去。
但这确实是个要命的大问题。
工业化生产，其实不怕单纯的复杂。
只要设备和钱到位，再加上肯花时间，再复杂的工艺参数，也能被逐步确定下来。
而一旦进入量产过程，也就不再涉及到研发层面的成本投入。
随着产品产量逐渐提高，生产效率和成本总能达到一个相对稳定的状态。
但如果某个加工过程的结果无从确定，那就意味着，对于每个单独的产品，可能都要单独确定后续的工艺参数。
尽管比从头研发要简单很多，但也绝对会把产量和成本给卡死。
如果是造火箭，或者造工业母机，那反正年产量也没多少，这种半工业半手工业的路子还可以接受。
但航发叶片毕竟是需求量巨大的东西，不可能拿出雕花的功夫来搞。
一时间，整个会议室中，几乎全部的视线都集中到了前面坐着的常浩南身上。
“关于这个问题……你们先按照样品的方式来做，产量少不要紧，能保证正常进入测试环节就好。”
生产过程中的阻碍，他早在最开始构思总体设计的时候就已经预料到了。 否则也不可能在已经有了核心机的前提下，还给整个项目留出了这么长的执行时间。
“那具体工艺……”
张振华说着瞄了一眼PPT上面的流程图。
“还是按照刚才说的执行！”
常浩南给出了斩钉截铁的回答，接着又继续道：
“我计划和机床部门合作，在AE1500量产之前解决自适应加工的问题，也算是提前给兄弟单位解决一些技术难点……”
实际上，在原来的时间线当中，最先困扰于这个问题的并不是航空产业，而是航天和造船。
华夏航天在2010年代中后期曾有过一段发射成功率甚至不如隔壁印度的至暗时刻，就是在经历从手工业到工业过渡的阵痛期。
最后也是花了很多年时间才解决掉。
现在常浩南也算是给他们排坑了。
“机床部门？”
张振华直接就是一愣——
从来没听说过自家集团还有过专门负责装备制造的单位？
“就是火炬集团和C.B.法拉利成立的合资公司。”
常浩南解释道：
“加工一致性差的问题，单靠在生产之前的计算和预测都是解决不了的，只能从工艺执行的过程当中想办法……刚才振华同志也说过，最直接的方案，就是在每一个步骤结束后对加工结果进行测量，再根据测量结果确定下一步的工艺参数。”
“这个过程如果单拎出来执行，那肯定会打断生产流程，但如果能实现在机测量，也就是在后一步工序中，用一次装夹同时完成测量和加工操作，避免重复拆卸和装夹给测量和加工精度带来影响，再结合模板刀位点整体自适应变形和局部光滑过渡变形的自适应数控技术，就能维持整个生产过程的连续性……”
“……”
其实原本，张振华对于设备的事情也就是随口一问。
这并不是他的专业领域。
然而，常浩南给出的思路，却着实有些离谱。
简单来说，就是不解决生产过程中的一致性问题，而是通过对不同半成品使用不同参数，直接保证最终产品的一致性。
相当于把老师傅的手活也给自动化了。
但姑且不论那个自适应数控编程技术能不能做到真正的“因材施教”，就说前面的在机测量，真要执行起来也是困难重重。
他几乎下意识地就开口问道：
“可是常总，测量过程因为装夹方式限制，以及叶片的弯扭程度过大，后缘的部分定位点是一定需要人工校核的……如果放弃这一部分，那最后的精度恐怕和人工介入相比会有一定差距……”
这话倒是没错。
人类工业发展到今天，最精密的那部分工作，其实还是靠人手来完成的。
因此，在传统的加工思路当中，精度和生产效率，几乎是一对不可调和的矛盾。
但有些时候，其实可以换个思路——
从克服误差，变为接受误差。
不过，还没等常浩南给出反馈，此前一直沉默不语的任炳达首先抬起了头：
“其实，我之前在罗罗那边考察的时候，就发现他们对于风扇，或者涡轮的叶片外缘部分，要求并没有那么精细。”
“往往是先适应毛坯的尺寸状态加工出前后缘角，然后将加工完的同批次叶片放在一起测量、称重，从中筛选出形状、质量和质心位置接近的叶片，安装在同一个涡扇发动机上，而不是100%保证所有叶片的加工完全一致。”
“所以，按照常总的思路，在机检测的精度……或许是可以接受的。”
(本章完)
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但常浩南计划中的加工方案，并没有比他设计出的叶片本身拟人太多……
只见他轻点鼠标，把PPT翻到了后面一页，同时开口道：
“首先，采用铣削工艺方法加工出具有一定形状的三层钛合金薄板，在钛板上按照三角形桁架结构的成形要求选区涂敷止焊剂……”
“随后采用扩散连接工艺，将三层钛板焊成一体，并将焊接后的叶片毛坯连同夹具放入真空炉内加热至钛合金的超塑性状态，在扭矩作用下形成后掠叶型……”
“接着向钛板间吹入惰性气体，使得叶片毛坯和夹具完全贴合，形成三角形桁架空心结构和气动外形。”
“最后采用数控加工手段加工榫头、叶身、前后缘和叶尖等部位。榫头通常采用磨削或者铣削的方式加工出成形榫齿面，叶身通过砂带磨削提高表面加工质量，前后缘采取多轴铣削加工出缘角……”
“……”
一开始，众人还没有意识到事态的严重性。
但很快，负责工艺生产的张振华脸色就开始不对了。
作为设计师，常浩南自然不可能连工艺参数都给准备好，否则他们这些生产工程师也就没了存在的价值。
这套生产路线，如果搁在涡扇10，或者SeA650这样叶片弦长50-60厘米上下的中小尺寸风扇上，倒也没什么大问题。
但AE1500的风扇直径近两米，比同级别的CFM56-7大了差不多30%，涵道比达到惊人的9.03，叶片弦长也随之超过了90厘米，单就尺寸而言完全属于跨带产品。
同样的加工工艺，在产品放大一倍以后，面临的难度可不是成倍提升。
“常总……”
思索片刻之后，张振华还是如实报告了自己的判断：
“如果只是生产测试用的样品，那我们的设备都已经经过升级，应该很快……最晚年底之前就能拿出来，但这样的工艺流程，如果想要投入量产的话……”
说到这里，他两只手略有些紧张地搓了搓：
“我不敢明确给出一个时间表。”
接着做了个深呼吸，仿佛下定了什么决心一般继续道：
“空心三角形桁架结构内形在超塑成形/扩散连接工艺过程中一次成形，外形叶身部位留有0.1~0.15mm的较少抛修量，而叶尖和叶根部分的余量最高则能达到1.2mm，各加工部位的结构特征要求采用多样化的数控加工方法，进而又导致各加工部位相邻区域难以光顺转接。”
“另外，叶片的叶尖、叶根和前后缘部位为实心结构，刚性强于叶身空心部位，加上虚实相间的三角形空心桁架结构，让整个叶片具有强弱相间的刚度特性，导致风扇叶片在数控加工过程中变形规律非常复杂，仅靠现有手段很难控制加工变形量。”
“还有，在成形过程中，钛合金薄板要经过多重高温和高压循环过程，由于不可能100%精确地控制冷却参数和壁面贴合率这些条件，叶片不同部位的应力水平、以及受到应力影响后产生的应变大小也很难控制。”
“这些问题如果单独拿出来，其实都不难解决，但结合在一起，再放到大规模生产里面，很可能导致哪怕同一批次的叶片毛坯一致性也很差，需要单独拎出几个工序，对生产过程中的半成品进行校核……”
“……”
张振华没有继续说下去。
但这确实是个要命的大问题。
工业化生产，其实不怕单纯的复杂。
只要设备和钱到位，再加上肯花时间，再复杂的工艺参数，也能被逐步确定下来。
而一旦进入量产过程，也就不再涉及到研发层面的成本投入。
随着产品产量逐渐提高，生产效率和成本总能达到一个相对稳定的状态。
但如果某个加工过程的结果无从确定，那就意味着，对于每个单独的产品，可能都要单独确定后续的工艺参数。
尽管比从头研发要简单很多，但也绝对会把产量和成本给卡死。
如果是造火箭，或者造工业母机，那反正年产量也没多少，这种半工业半手工业的路子还可以接受。
但航发叶片毕竟是需求量巨大的东西，不可能拿出雕花的功夫来搞。
一时间，整个会议室中，几乎全部的视线都集中到了前面坐着的常浩南身上。
“关于这个问题……你们先按照样品的方式来做，产量少不要紧，能保证正常进入测试环节就好。”
生产过程中的阻碍，他早在最开始构思总体设计的时候就已经预料到了。 否则也不可能在已经有了核心机的前提下，还给整个项目留出了这么长的执行时间。
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张振华说着瞄了一眼PPT上面的流程图。
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张振华直接就是一愣——
从来没听说过自家集团还有过专门负责装备制造的单位？
“就是火炬集团和C.B.法拉利成立的合资公司。”
常浩南解释道：
“加工一致性差的问题，单靠在生产之前的计算和预测都是解决不了的，只能从工艺执行的过程当中想办法……刚才振华同志也说过，最直接的方案，就是在每一个步骤结束后对加工结果进行测量，再根据测量结果确定下一步的工艺参数。”
“这个过程如果单拎出来执行，那肯定会打断生产流程，但如果能实现在机测量，也就是在后一步工序中，用一次装夹同时完成测量和加工操作，避免重复拆卸和装夹给测量和加工精度带来影响，再结合模板刀位点整体自适应变形和局部光滑过渡变形的自适应数控技术，就能维持整个生产过程的连续性……”
“……”
其实原本，张振华对于设备的事情也就是随口一问。
这并不是他的专业领域。
然而，常浩南给出的思路，却着实有些离谱。
简单来说，就是不解决生产过程中的一致性问题，而是通过对不同半成品使用不同参数，直接保证最终产品的一致性。
相当于把老师傅的手活也给自动化了。
但姑且不论那个自适应数控编程技术能不能做到真正的“因材施教”，就说前面的在机测量，真要执行起来也是困难重重。
他几乎下意识地就开口问道：
“可是常总，测量过程因为装夹方式限制，以及叶片的弯扭程度过大，后缘的部分定位点是一定需要人工校核的……如果放弃这一部分，那最后的精度恐怕和人工介入相比会有一定差距……”
这话倒是没错。
人类工业发展到今天，最精密的那部分工作，其实还是靠人手来完成的。
因此，在传统的加工思路当中，精度和生产效率，几乎是一对不可调和的矛盾。
但有些时候，其实可以换个思路——
从克服误差，变为接受误差。
不过，还没等常浩南给出反馈，此前一直沉默不语的任炳达首先抬起了头：
“其实，我之前在罗罗那边考察的时候，就发现他们对于风扇，或者涡轮的叶片外缘部分，要求并没有那么精细。”
“往往是先适应毛坯的尺寸状态加工出前后缘角，然后将加工完的同批次叶片放在一起测量、称重，从中筛选出形状、质量和质心位置接近的叶片，安装在同一个涡扇发动机上，而不是100%保证所有叶片的加工完全一致。”
“所以，按照常总的思路，在机检测的精度……或许是可以接受的。”
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