叶片的型面精度和表面完整性直接制约着航空发动机的工作性能及使用寿命。由于叶片具有薄壁易变形、材料难加工及砂带磨削柔性接触等特征而难以实现精密磨削，由此提出了一种基于检测—加工一体化的自适应砂带磨削加工方法。首先根据叶片结构特点，设计了边缘磨削工位磨头和圆角磨削工位磨头，分别用于磨削叶片型面及进排气边缘、阻尼台及根部转角等部位；其次基于模型重构的几何误差进行了自适应软件的研制；最后通过双工位集成的七轴联动数控砂带磨削中心进行了叶片磨削试验。试验结果表明，磨削后的叶片表面粗糙度Ra ≤ 0.4μm，加工误差保持在±0.05mm 范围内，叶片型面磨削加工周期仅为3.5h，满足叶片加工要求。因此，自适应砂带磨削技术是实现叶片精密磨削加工的有效技术手段。

      先进航空发动机涡轮盘的结构集成化和粉末冶金成形方式的采用给机械加工带来了新的挑战，难加工特征多、材料切削效率低、加工表面质量不易保证、加工易变形等问题十分突出。为此，国内外研究者提出了很多加工涡轮盘的方法。在深入分析涡轮盘结构和粉末冶金材料切削性能的基础上，阐述了涡轮盘关键特征的加工难点及对应的加工方法，并对加工表面完整性控制做了详细分析。同时，结合目前机床和磨削技术进展、涡轮盘的新结构和粉末冶金材料带来的加工难点，总结了粉末冶金涡轮盘加工刀具选用原则，并指出电加工开粗+ 超硬磨料磨削组合加工的方式是实现粉末涡轮盘榫槽低成本精密高效加工的有效方法之一。

      航空发动机叶段类静子叶片两端无安装板，只有一段空间曲面的叶身型面，后续与其他零组件焊接组合后形成扇形段。某发动机叶段类静子叶片为GH4169 合金，具有型面曲率变化大、前弯后掠、大扭角、进排气边缘成瘦腰形且进、排气边缘厚度差异大等特点。针对叶段类叶片的结构特点，采用精密冷辊轧+ 数控砂带磨+ 非接触式测量的工艺方法，工艺过程主要包括辊轧坯料的平板制坯、辊轧模具的设计制造与检测、进排气边缘R 的数控砂带磨削以及白光测量机对叶片进行全型面测量的工艺方法。采用该工艺方法生产的叶片可以满足几何精度的要求，而且具有优异的组织性能。

      镍基高温合金精铸叶片由于其铸造余量大、定位无基准等，在加工时难以保证其加工精度。采用机器人砂带磨削方式并结合自适应加工技术，对镍基高温合金航空发动机精铸叶片进行磨削。通过对精铸叶片采用三坐标6点迭代的方式，确定航发叶片相对于夹具的位置；然后进行轨迹规划并提取点位信息，建立四阶齐次矩阵反求出机器人运动轨迹，保证磨削位姿和磨削参数；最后根据叶片型面余量信息，采用自适应加工方法，对航发精铸叶片进行定量的材料去除，保证其加工精度。

      针对高温合金复杂曲面叶片进排气边尺寸和形状的高精度要求，开展了精密电解加工试验研究。结果表明，利用振动进给电解机床与优化电极设计方法可以有效提高电解加工叶片进排气边尺寸形状精度。使用电导率85~90mS/cm，温度25℃的NaNO3电解液，叶盆和叶背电极振幅0.4mm，振频40Hz可加工出中心型面进气边形状满足设计要求，排气边接近设计要求的试件。在此基础上，探索采用振动光饰工艺作为精密电解加工技术的辅助手段解决叶片进排气边形状控制难题的方法。

    航空发动机叶片因其形状复杂、叶身型面厚度薄、材料变形困难，在精密锻造成型中常存在折叠、裂纹、表面损伤及局部填充不满等缺陷。应用有限元仿真软件Deform 对航空发动机叶片精密锻造工艺进行模拟分析，可以获得金属材料锻造成型过程中应力场、应变场、温度场及流动轨迹等参数变化规律，将可能产生缺陷的模型在工艺设计阶段进行优化，缩短新产品研制周期。实践表明，Deform 软件的应用，可有效地避免锻造缺陷的产生，对航空发动机叶片精密锻造工艺设计具有指导意义。

      针对航空发动机压气机叶片数控加工技术的发展现状，着重阐述了数控集成一体化加工、叶片快换装夹、局部自适应加工、数控机械抛光等技术的特点以及这些技术在国内航空发动机叶片制造领域的应用现状。介绍这些技术在航空发动机叶片制造领域的技术需求及重要作用，通过试验分析和应用验证，不断跟进新工艺、新技术、新装备发展的进程，加速航空发动机叶片制造技术的发展。

      为加快航空发动机制造企业智能制造技术应用步伐，满足新一代航空发动机研制需要，结合航空发动机制造企业业务特点，基于体系结构设计方法，对企业智能制造需求进行系统分析，提出了航空发动机制造企业智能工厂信息化应用架构，阐述了主要建设内容、实现方法，并简述了智能工厂建设尚需攻克的关键技术及解决建议，供航空发动机制造企业以及装备制造业智能工厂建设借鉴。

      针对现今航空发动机叶片气膜孔传统电火花加工方法存在的生产周期长，ND:YAG激光加工方法加工质量较差的问题，提出基于辅助电极法的气膜孔电火花一次加工成形技术。针对该方法开展了4项关键技术研究，包括热障涂层高温合金数控系统、放电状态辨识系统、脉冲电源和基于模糊控制的伺服控制系统。基于上述技术，研制热障涂层高温合金气膜孔电火花加工控制系统，以实现加工过程中间隙放电状态的准确调节，提高加工效率与加工质量。以φ0.5mm气膜孔加工为例，与常规电火花加工控制系统进行对比试验，验证该技术有效性，研制试验表明，采用自行研制热障涂层高温合金电火花加工控制系统，可提高加工效率达110%，且孔口无微孔隙，交界面无分层微裂纹缺陷，验证试验表明，该系统可有效提高加工效率与加工质量。

      利用皮秒超短脉冲激光加工镍基单晶材料气膜孔，采用物理超景深显微镜对气膜孔成型几何形貌进行判定，采用金相显微镜对气膜孔内腔表面组织进行观测，采用高温低周疲劳设备对皮秒超短脉冲激光和电火花两种工艺加工出的气膜孔试样进行性能对比验证，采用扫描电镜对性能试样断口进行分析。结果表明：采用皮秒超短脉冲激光分步加工气膜孔，通过有效控制能量密度，可实现气膜孔进出口表面无烧蚀，几何精度满足设计指标，内腔无重熔层、断续小珠、起弧及微裂纹等缺陷，有效提升了气膜孔加工的表面完整性；通过皮秒超短脉冲激光及电火花气膜孔加工试样高温低周疲劳性能对比试验，皮秒超短脉冲激光制孔试样循环次数是电火花制孔试样的3倍；通过对两种工艺制孔高温低周疲劳断裂后试样进行扫描电镜断口分析，两种工艺加工试样断裂均为解理断裂，无材质冶金缺陷，电火花打孔形成的重熔层可能对断裂有贡献，超短脉冲激光打孔未见明显重熔层。

      航空发动机叶片型面数据的快速精确获取是提高叶片加工质量、保证整机工作性能和使用寿命的关键环节。为实现叶片等空间复杂曲面零件的几何形状和尺寸信息的高精、高效测量，基于非接触式的光学扫描测量系统，开展了其在叶片截面参数检测中的应用研究。该光学扫描测量系统以传统的三坐标测量机为系统平台，配备基于环形激光三角法测量原理的新型激光扫描测头，结合专用的叶片测量软件，实现叶身指定截面的几何参数测量与评价，因而可以作为一个技术领先的用于快速精确测量叶片和质量控制的解决方案。为验证该光学扫描测量系统在叶片型面扫描测量中的应用效果，以一个大扭曲风扇叶片作为被测对象，对其5个截面进行扫描测量，通过模型匹配获得了该叶片的每个截面上的轮廓度误差、形心位置度误差和弦线转角误差等，充分体现出了该测量系统的有效性和实用性。

      数控加工是航空发动机整体叶盘最主要的加工方法，数控加工工序是保证整体叶盘几何精度符合设计要求的重要环节。按照设计三维数模精铣后的叶片型面虽满足图纸尺寸公差，但后续叶片表面光整及强化工艺会对叶型特征产生不同程度的影响，导致最终叶型几何特性超出设计要求。通过对抛光、振动光饰、喷丸等表面光整及强化工艺进行分析，确定其对叶型参数的影响规律及量值，再根据预变形技术对精铣工序的加工模型和程序进行修正，使叶片在精洗后获得与后续表面光整及强化工艺变形规律相反的形状和位置，再在后续加工中消除这些预变形量，从而达到在最终交付状态获得合格整体叶盘的目标。