数控系统在航空制造业的应用

数控系统在航空制造业的应用

行业：仪器仪表信息来源：中国传动网发布时间：2011-02-09

一、国外数控系统占据半壁江山

据统计，我公司现有各类型设备近万台，其中各种金属切削机床近2800余台，而其中的数控设备占比不到20％。这是由航空制造的生产类型决定的，即零部件制造批量小、种类多、产品试制阶段及交付周期长、生产准备阶段长等因素，而数控设备一般成本较高，生产周期较长，企业技术引进周期长，这些因素都制约了数控设备的占有率。而数控系统作为数控机床的核心部件，是考查数控机床性能的一项关键指标，其技术水平影响数控机床的性能质量和使用效率，直接决定了设备的运动精度及整体性能。目前，我集团公司数控设备的数控系统基本按照两大系列进行配置：Siemens系统、FANUC系统，这两大数控系统占到92％，其余还有意大利FIDIAC2数控系统，辛辛那提ACRAMATIC2100数控系统，HAAS数控系统，MAZATROL数控系统，特种加工设备配置的过程控制的工控系统。以上数控系统所占比例如附图所示。

（1）德国Siemens包括的系统的品种多，各系统在机械加工领域高低端都有其用武之地，如对于一台两轴联动再加一个变频控制主轴转速的车床来说，选用Siemens802S数控系统足以满足要求，而且其价位并不高其标准配置功能完全满足用户加工要求。但对于要进行航空主体零部件，如飞机的翼、长桁、支架、梁、接头和壳体等结

构件的加工，因零部件空间构型复杂、精度要求很高、加工周期长（中间不准停留），因此，在具有高刚性的机床床身上一般要加装Siemens840D或840Di系统才能满足要求，这主要是由于840D数控系统具有分辨率高，伺服系统动态响应性高，程序的预读能力强，五轴联动功能，主轴转速高，坐标可以快速定位等关键特性。

（2）Siemens数控系统的优良特性及其对我国航空制造业加工领域的细枝末节的精细掌握决定了它的市场占有率。但同时我们还不可忽略另一大数控系统制造商——FANUC，实际上它是最早进入我国航空制造业的数控系统，如FANUC6M、FANUC7M系统。对于FANUC系列，FSPowerMate属于高可靠性、紧凑型的CNC，主要用于点位运动控制，如0系列可用于控制两轴的小型车床，伺服系统取代步进电动机；而FS0I系列的整体软件功能包功能强大、操作方便、智能化，可实现高速、高精度加工，并具有网络功能，用于加工中心和铣床等要求加工精度高、效率高的设备。在此基础上，FANUC又推出具有网络功能的超小型、超薄型FS15I／16I／21I系统，控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，其I／Olink功能尤为强大，各伺服单元采用超高速光纤串行数据通信（FSSB），其中18I最大可控6轴、四轴联动；FSl5I-MB，最大可控6轴、5轴联动；16I的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位，最大可控8轴、6轴联动；该系列数控系统完全适用于要求加工空间轮廓复杂的工件且机床侧电路逻辑关系复杂的大型5坐标设备或自动化流水线。而为了抢占数控系统的高端市场，FANUC又于近两年推出了FS30iCNC，

也属于纳米级分辨率控制等级，HMI界面更加友好，内嵌工艺优化软件。在5坐标加工中，为了保证加工精度及提高表面质量，又专门开发了SMOOTHEDTCP（TOOLCENTERPOINTCONTROL）功能，该数控系统体积小，CNC与PLC高度集成，可控8个通道，32个轴，8个主轴，最大联动轴数24轴。

（3）意大利FIDIAC2数控系统也跻身入航空制造业的机械加工领域，主要用于金属、石英砂模胎的加工，配置该数控系统的数控机床特点是五轴联动，主轴转速高，可达24000r／min，驱动总线传输速率为100M，采用光纤传输，仿形功能完善，可对飞机零部件模胎的任意复杂轮廓表面进行仿形，非常适用于飞机大型模胎的加工。此外，辛辛那提ACRAMATIC2100数控系统，HAAS数控系统，MAZATROL数控系统，在三维零件加工中也各有所长。

二、国产数控系统的难处

笔者从事数控技术15年，统观集团公司数控设备，基本都属于上述国外成熟数控系统，那么在“国外列强”抢占瓜分我国航空制造业数控系统市场的同时，我国自主研制的数控系统为何难觅踪影呢？

（1）我国早在20世纪70年代末就曾引进了FANUC、美国辛辛那提等数控系统的CNC装置及主轴、伺服系统的生产技术，并与机床生产厂家密切合作，研制出了适合当时航空制造业的数控铣床，如XK715B、XK715F、V2AB-1250、SH1600B、FS41等，推动了民族数

控机床事业的发展。但是90年代初，我国的航空产业迎来了一个加速发展的重要时期，产能急剧扩张，以往的机械制造水平已不能满足要求，而国外的数控机床及数控系统可以满足航空制造业市场的需求，于是进口了大量数控机床及数控系统（包括备件），对国内发展中的数控产业造成巨大的冲击。

（2）国产数控系统在航空制造业的高端领域，如复杂轮廓、曲面的成形加工；重载、高速、高精度、仿形加工等应用领域基本上处于盲区，这又是由以下几个原因造成的：①国产数控系统的五轴联动加工的软件技术还不十分成熟，这就限制了它的应用领域只能局限在制造业的中低端市场，而航空制造业大多涉及5坐标复杂轮廓、曲面的加工。②国产数控系统的的软件功能不够强大，如国外的数控系统嵌入ARTISCNC、OMAT等刀具管理、优化铣削系统，主要是利用他们通过对数控机床主轴切削功率载荷优化，提高现有数控机床粗加工效率；此外像联网组态软件、DNC功能等涉及数控系统技术前沿的软件开

发技术。国产数控系统距离国际流行数控系统还有一定差距。③国际上流行的数控系统，都属于开放式系统，如FANUC和Siemens系统向用户提供的资源非常丰富，如机床外围信号的采集，系统变量的引用与处理，以太网接口，热键的扩展定义等，如果对这些资源加以利用，一样可以开发出功能强大的数控系统。但是，目前我们还只停留在初期应用阶段，还未达到“引进技术后消化再吸收创新”阶段。④数控系统的其他相关产业如伺服单元、传感器、编码器、光栅和复合摆

头等涉及数控机床核心产业的技术发展相对落后也严重制约了数控

系统的发展。⑤数控系统的稳定性是衡量数控系统性能的一项重要指标，笔者认为，在航空制造企业，稳定性是制约了国产数控系统迈入企业的一道门槛。

（3）国外的数控系统企业对中国市场进行长远战略规划，如国

际上流行的数控系统制造商在国内都有技术支持中心，其业务内容涉及售后服务、用户回访、跟踪、产品应用评估、教育培训、备件维修和产品根据用户定制等范围。这对我国自主研制的数控系统在市场上的普及应用也构成严峻挑战。

实际上，国产数控系统具有“天时、地利、人和”的有利条件，比

起国外数控系统漂洋过海进入我国市场有着不言而喻的优势，笔者欣喜地看到，国产数控系统相对于同类型的国外数控系统，在售后服务、性价比等方面有着绝对优势，在中低端应用领域，国产数控系统不仅价格占有绝对优势，在产品质量和可靠性方面也绝不逊色于任何国外厂家的产品。须知，在航空制造企业，设备的更新换代是非常快的，产能落后、耗能大的设备将被淘汰，之后将进行技术改造，这是一个巨大的潜在市场，同时又是国产数控系统进入航空制造业的一个契机，抓住机遇，迎头赶上，是国产数控系统冲出重围、重塑自我的历史性机遇。

銆併?锛庯紱锛氾紵锛侊赴鈥︹?鈥测https://www.360docs.net/doc/c018965058.html, 飞机制造业对数控机床的需

求2011-12-16 来源：数控机床市场网作者：数控机床市场网2011年10月17日，中国

首架A380飞机由北京飞往广州，开始正式投入商业运营，开启了中国民航的大飞机时代。

同时，也引发了业内近期讨论最多的一个话题：中国航企究竟该把有限的资金投向更先进、更环保的大飞机，还是更经济、更保险的小飞机？

目前，中国民航共拥有在役飞机约1750架，波音公司预测到2030年，中国民航的机队规模将扩大到约5930架，是目前的3倍以上，中国将成为美国以外的全球最大飞机市场；空客方面，发布的《2011年至2030年全球市场展望》预言，未来20年中，中国航空市场将保持7.2%的年均增长率，是全球增长最快的市场之一。

可见，无论是大飞机，还是小飞机，我国航空工业的投资规模都将十分庞大，这也必将推动机床工具等装备制造业的发展。

一、现代飞机结构件的发展方向

1.结构特点

现代飞机为满足高速、高机动、高负载和远航程等性能要求，大量地采用新技术、新结构、新材料，其零件越来越向尺寸大型化、型面复杂化、结构轻量化、材料多元化和制造精密化发展。如飞机机身结构件的典型零件梁、框、肋、壁板、桁条以及航空发动机的关键件机匣、各类叶片和整体叶盘等，其轮廓大而形状各异。为了减轻飞机的重量，增加飞机的机动性及有效载荷和航程，现代飞机都进行了轻量化设计，广泛采用高强度的新型轻质材料。而为了提高零件的强度和可靠性，主要采用了整体毛坯件和薄壁整体框架结构，零件材料除了大量采用铝合金外，还广泛采用钛合金、耐高温合金、高强度钢、复合材料和工程陶瓷等难加工材料。

2.工艺特点

各类零件规格尺寸和结构相差悬殊，机床工具等工艺装备通用性不高。如加工机身结构件需要采用高刚性的高效、大型、高速机床，加工发动机关键件需要采用精度及柔性高的精密机床，加工机载设备零件的需要采用多功能的复合机床。

现代航空制造业所面临的通常都是多品种、小批量、短生产周期的生产任务，因此要求工艺系统有较高的响应速度。

产品零件结构复杂，加工难度大。零件的外形涉及机身外形、机翼外形、翼身融合区等，多数零件与飞机的气动外形相关，周边轮廓与其他零件还有复杂的装配协调关系。

零件切削加工量大。由于越来越多的采用整体结构设计，使得需要切削加工的零件数量大幅增加，而且大部分零件在切削过程中材料去除量非常大，部分飞机结构件的材料去除率达90%以上。

薄壁、易产生加工变形。存在大量的薄壁、深腔结构，为典型的弱刚性结构。

加工精度高。由于要实现无余量装配，对工艺分离面的对缝、间隙等要求十分严格，零件制造精度要求高。

刀具及切削参数选用困难。由于刀具工业的发展赶不上新材料的开发和应用步伐，又缺少加工切削数据库的支持，使得如何合理选择刀具和科学选用加工参数成为工艺技术的一个难点。

3. 发展趋势

实现产品全生命周期的数字化管理是发展的核心。包括数字化样机、数字化设计、数字化加工、数字化装配、数字化检测及数字化信息管理等，最终达到完全实现产品在各个阶段的信息集成与共享。

新型复合材料的应用比例越来越大。以碳纤维为代表的陶瓷基、树脂基及高温复合材料将不断地开发出来并应用于现代飞机上，给机床及刀具工业提出了新的要求。

航空整体结构件将取代传统的“多件连接”的结构形式，复杂形状构件的整体精密成形和“锻造+切削加工”的生产方式将成为航空结构件发展的必然趋势。

数控复合加工技术是提高加工效率、增加装备柔性、保证产品质量的有效手段，必将成为航空制造业主要采用的零件加工技术。

高速、高效的切削加工技术需求强烈，发展迅速，推广应用的前景广阔。

为减少切削量和实现无余量装配，成形技术和加工技术日趋精密化。

虚拟制造和网络加工技术将广泛应用。以仿真技术为基础的虚拟制造技术能够大幅缩短产品的研制周期，提高产品合格率。而基于网络的加工技术可以组建产品级的动态企业联盟，从而实现协同设计和异地制造。

二、飞机结构件对数控设备的加工要求

飞机制造中需要用机床加工的典型零件，主要有飞机机身结构件和发动机的关键零件两部分：1.机身结构件典型零件

飞机机身结构件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接头、滑轨等类零件。以扁平件、细长件、多腔件和超薄壁隔框结构件为主。毛坯为板材、锻件和铝合金挤压型材。材料利用率仅为5%-10%左右，原材料去除量大。

机身结构件典型零件的结构特点（1）件的轮廓尺寸越来越大。如有的梁类零件的长度已达到13m。（2）零件的变斜角角度变化大，超薄壁等。最薄处尺寸只有0.76mm左右。（3）零件的结构越来越复杂，很多零件采用整体结构。（4）零件的尺寸精度和表面质量要求越来越高，如有些零件加工后出现的毛刺等缺陷，不允许用人工去除。

加工飞机机身典型零件所需主要设备：（1）三坐标加工中心，如大型龙门立式加工中心；（2）五轴联动加工中心，如大型龙门立式加工中心，应配备A/B摆角铣头或A/C摆角铣头；（3）从发展考虑，需要大型龙门式双主轴五坐标加工中心，工作台尺寸5m×20m，用于加工梁类零件；（4）加工铝合金件需要大功率高速加工中心，功率≥40kW，主轴转速20000r/min以上，带两坐标摆角铣头；（5）由于整体铝合金件切削加工去除量大，为便于排屑，最好需要工作台可以翻转90°的卧式加工中心，目前，国内尚无这种卧式加工中心；（6）飞机机身结构件品种多，形状各异，且工艺刚性差，需用大量卡具。为降低成本，缩短生产准备周期，需要各种柔性卡具；（7）钣金成形件主要涉及蒙皮、型材、导管等曲面成形，要求成形精准。为保证制造精度，需要大规格蒙皮拉伸机；蒙皮滚弯成形机；还有三轴滚校平机、型材拉弯机、导管成形机等。飞机部件装配还需自动钻铆设备；（8）为减轻飞机重量，复合材料的应用越来越多，制作复合材料构件需要铺带机等等。

2.飞机发动机的关键件与加工要求

飞机发动机的关键件有机匣、各类叶片和整体叶盘。

机匣加工：

航空发动机机匣有三类，一类是对开环形结构，一类是整体环形结构，还有一种是异形壳体。机匣材料是一种难加工的耐高温的高强度钛合金材料。机匣又是薄壁、弱刚性结构，型面复杂，精度要求高，加工难度大。机匣是大型零件，一台推力为15000公斤航空发动机机匣直径为φ800mm。大飞机的大型风扇机匣外形尺寸φ1823.5mmx546mm，最薄处壁厚3mm。所以，机匣加工需要中、大型多功能、高精度数控机床。如加工直径为φ2000mm的数控立车和精密数控立车；工作台尺寸为2400mm×5000mm的龙门式五轴联动加工中心，需具备双工位、在线测量和仿真功能，刀库容量60把刀左右，数控系统具有高级编程功能，工作台3000mm×5000mm的龙门式数控镗铣床。

叶片加工：

航空发动机的叶片材料为耐高温的钛合金材料，需用五轴联动加工中心，五轴高速龙门铣等加工叶片形面。叶根榫头的加工需用拉床和缓进给强力磨床，并希望缓进给强力磨床具有换砂轮功能和滚轮修砂轮装置，还需要有在线测量、程序调整和自动补偿功能。

叶片形面用电解加工可大大提高加工效率，还需用数控六轴砂带抛光设备抛光。希望有叶片形面检测设备。

大型宽弦空心风扇叶片采用宽弦、空心、带阻尼凸台结构，直径φ1600mm以上，风扇叶尖速度高达457m/s,选用重量更轻的钛合金或树脂基材料，制造这类叶片需要五坐标叶片铣床；自动抛光机；组合封焊和扩散连接及超塑成形设备等。

叶片有很多冷却用的小孔，用电脉冲打孔，比用激光打孔好（激光打孔有硬化层），但现在，电加工打孔机床没有打孔深浅的显示，操作困难。希望能解决这个问题，能显示打孔的深浅。而耐1100°C高温的镍基单晶涡轮叶片具有很好的高温强度和综合性能，叶片上有许多直径为φ0.3～φ0.4mm的冷却气膜孔，制作这类叶片，需要定向/单晶熔铸炉、陶瓷型芯焙烧

炉、制芯机、磨削中心、数控缓进给磨床以及叶片制孔的电液束流设备和小孔加工单元等装置。

整体叶盘加工：

整体叶盘是薄壁盘类零件，叶盘圆周上有装叶片的榫槽。直槽可用拉削加工和磨削加工。圆弧形榫槽可用铣削和成形磨加工，但圆弧形榫槽的检测困难。叶环和叶盘的加工需要数控卧车、精密数控立车。要求加工机床的刚性好，定位精度高，定位精度约为2～3μm。整体叶盘的叶片部分，可用五轴高速加工中心加工，还可以用电火花成形加工。重型燃机叶盘直径可达2000～3000mm，需要用砂轮线速度100m/s以上的高速磨床加工。

加工发动机关键零件所需的主要设备有：带A/B摆角铣头或A/C摆角铣头的五轴联动加工中心；五坐标叶片铣床；整体叶盘高效加工中心；工作台3000mm×5000mm数控龙门镗铣床；精密数控立式车削中心；数控立式车床；精密数控车床；车铣复合加工中心；榫齿倒圆专用加工中心；激光熔覆加工机床；电火花铣削加工机床；数控卧式车床；数控立式磨床；数控缓进给磨床；端面弧齿磨床；高速转子叶尖磨床；700t电动螺旋压力机；板类件无模多点成形压力机；定向/单晶熔铸炉；用于叶片制孔的电液束流设备、小孔加工单元以及真空热处理炉等等。

上述设备要求机床具有足够的刚性，操作简单，人机界面清楚，具备样条插补（NURBS）功能,过程均匀控制，以减少对拐角处加工精度的影响，还具有在线测量和仿真功能。

三、航空制造业对我国机床企业的要求

目前，我銆併?锛庯紱锛氾紵锛侊赴鈥︹?鈥测https://www.360docs.net/doc/c018965058.html, ?鈥濄?銆炈嬎婏

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的需求2011-12-16 来源：数控机床市场网作者：数控机床市场网2011年10月17日，中国首架A380飞机由北京飞往广州，开始正式投入商业运营，开启了中国民航的大飞机时代。同时，也引发了业内近期讨论最多的一个话题：中国航企究竟该把有限的资金投向更先进、更环保的大飞机，还是更经济、更保险的小飞机？

目前，中国民航共拥有在役飞机约1750架，波音公司预测到2030年，中国民航的机队规模将扩大到约5930架，是目前的3倍以上，中国将成为美国以外的全球最大飞机市场；空客方面，发布的《2011年至2030年全球市场展望》预言，未来20年中，中国航空市场将保持7.2%的年均增长率，是全球增长最快的市场之一。

可见，无论是大飞机，还是小飞机，我国航空工业的投资规模都将十分庞大，这也必将推动机床工具等装备制造业的发展。

一、现代飞机结构件的发展方向

1.结构特点

现代飞机为满足高速、高机动、高负载和远航程等性能要求，大量地采用新技术、新结构、新材料，其零件越来越向尺寸大型化、型面复杂化、结构轻量化、材料多元化和制造精密化发展。如飞机机身结构件的典型零件梁、框、肋、壁板、桁条以及航空发动机的关键件机匣、各类叶片和整体叶盘等，其轮廓大而形状各异。为了减轻飞机的重量，增加飞机的机动性及有效载荷和航程，现代飞机都进行了轻量化设计，广泛采用高强度的新型轻质材料。而为了提高零件的强度和可靠性，主要采用了整体毛坯件和薄壁整体框架结构，零件材料除了大量采用铝合金外，还广泛采用钛合金、耐高温合金、高强度钢、复合材料和工程陶瓷等难加工材料。

2.工艺特点

各类零件规格尺寸和结构相差悬殊，机床工具等工艺装备通用性不高。如加工机身结构件需要采用高刚性的高效、大型、高速机床，加工发动机关键件需要采用精度及柔性高的精密机床，加工机载设备零件的需要采用多功能的复合机床。

现代航空制造业所面临的通常都是多品种、小批量、短生产周期的生产任务，因此要求工艺系统有较高的响应速度。

产品零件结构复杂，加工难度大。零件的外形涉及机身外形、机翼外形、翼身融合区等，多数零件与飞机的气动外形相关，周边轮廓与其他零件还有复杂的装配协调关系。

零件切削加工量大。由于越来越多的采用整体结构设计，使得需要切削加工的零件数量大幅增加，而且大部分零件在切削过程中材料去除量非常大，部分飞机结构件的材料去除率达90%以上。

薄壁、易产生加工变形。存在大量的薄壁、深腔结构，为典型的弱刚性结构。

加工精度高。由于要实现无余量装配，对工艺分离面的对缝、间隙等要求十分严格，零件制造精度要求高。

刀具及切削参数选用困难。由于刀具工业的发展赶不上新材料的开发和应用步伐，又缺少加工切削数据库的支持，使得如何合理选择刀具和科学选用加工参数成为工艺技术的一个难点。

3. 发展趋势

实现产品全生命周期的数字化管理是发展的核心。包括数字化样机、数字化设计、数字化加工、数字化装配、数字化检测及数字化信息管理等，最终达到完全实现产品在各个阶段的信息集成与共享。

新型复合材料的应用比例越来越大。以碳纤维为代表的陶瓷基、树脂基及高温复合材料将不断地开发出来并应用于现代飞机上，给机床及刀具工业提出了新的要求。

航空整体结构件将取代传统的“多件连接”的结构形式，复杂形状构件的整体精密成形和“锻造+切削加工”的生产方式将成为航空结构件发展的必然趋势。

数控复合加工技术是提高加工效率、增加装备柔性、保证产品质量的有效手段，必将成为航空制造业主要采用的零件加工技术。

高速、高效的切削加工技术需求强烈，发展迅速，推广应用的前景广阔。

为减少切削量和实现无余量装配，成形技术和加工技术日趋精密化。

虚拟制造和网络加工技术将广泛应用。以仿真技术为基础的虚拟制造技术能够大幅缩短产品的研制周期，提高产品合格率。而基于网络的加工技术可以组建产品级的动态企业联盟，从而实现协同设计和异地制造。

二、飞机结构件对数控设备的加工要求

飞机制造中需要用机床加工的典型零件，主要有飞机机身结构件和发动机的关键零件两部分：1.机身结构件典型零件

飞机机身结构件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接头、滑轨等类零件。以扁平件、细长件、多腔件和超薄壁隔框结构件为主。毛坯为板材、锻件和铝合金挤压型材。材料利用率仅为5%-10%左右，原材料去除量大。

机身结构件典型零件的结构特点（1）件的轮廓尺寸越来越大。如有的梁类零件的长度已达到13m。（2）零件的变斜角角度变化大，超薄壁等。最薄处尺寸只有0.76mm左右。（3）零件的结构越来越复杂，很多零件采用整体结构。（4）零件的尺寸精度和表面质量要求越来越高，如有些零件加工后出现的毛刺等缺陷，不允许用人工去除。

加工飞机机身典型零件所需主要设备：（1）三坐标加工中心，如大型龙门立式加工中心；（2）五轴联动加工中心，如大型龙门立式加工中心，应配备A/B摆角铣头或A/C摆角铣头；（3）从发展考虑，需要大型龙门式双主轴五坐标加工中心，工作台尺寸5m×20m，用于加工梁类零件；（4）加工铝合金件需要大功率高速加工中心，功率≥40kW，主轴转速20000r/min以上，带两坐标摆角铣头；（5）由于整体铝合金件切削加工去除量大，为便于排屑，最好需要工作台可以翻转90°的卧式加工中心，目前，国内尚无这种卧式加工中心；（6）飞机机身结构件品种多，形状各异，且工艺刚性差，需用大量卡具。为降低成本，缩短生产准备周期，需要各种柔性卡具；（7）钣金成形件主要涉及蒙皮、型材、导管等曲面成形，要求成形精准。为保证制造精度，需要大规格蒙皮拉伸机；蒙皮滚弯成形机；还有三轴滚校平机、型材拉弯机、导管成形机等。飞机部件装配还需自动钻铆设备；（8）为减轻飞机重量，复合材料的应用越来越多，制作复合材料构件需要铺带机等等。

2.飞机发动机的关键件与加工要求

飞机发动机的关键件有机匣、各类叶片和整体叶盘。

机匣加工：

航空发动机机匣有三类，一类是对开环形结构，一类是整体环形结构，还有一种是异形壳体。机匣材料是一种难加工的耐高温的高强度钛合金材料。机匣又是薄壁、弱刚性结构，型面复杂，精度要求高，加工难度大。机匣是大型零件，一台推力为15000公斤航空发动机机匣直径为φ800mm。大飞机的大型风扇机匣外形尺寸φ1823.5mmx546mm，最薄处壁厚3mm。所以，机匣加工需要中、大型多功能、高精度数控机床。如加工直径为φ2000mm的数控立车和精密数控立车；工作台尺寸为2400mm×5000mm的龙门式五轴联动加工中心，需具备双工位、在线测量和仿真功能，刀库容量60把刀左右，数控系统具有高级编程功能，工作台3000mm×5000mm的龙门式数控镗铣床。

叶片加工：

航空发动机的叶片材料为耐高温的钛合金材料，需用五轴联动加工中心，五轴高速龙门铣等加工叶片形面。叶根榫头的加工需用拉床和缓进给强力磨床，并希望缓进给强力磨床具有换砂轮功能和滚轮修砂轮装置，还需要有在线测量、程序调整和自动补偿功能。

叶片形面用电解加工可大大提高加工效率，还需用数控六轴砂带抛光设备抛光。希望有叶片形面检测设备。

大型宽弦空心风扇叶片采用宽弦、空心、带阻尼凸台结构，直径φ1600mm以上，风扇叶尖速度高达457m/s,选用重量更轻的钛合金或树脂基材料，制造这类叶片需要五坐标叶片铣床；自动抛光机；组合封焊和扩散连接及超塑成形设备等。

叶片有很多冷却用的小孔，用电脉冲打孔，比用激光打孔好（激光打孔有硬化层），但现在，电加工打孔机床没有打孔深浅的显示，操作困难。希望能解决这个问题，能显示打孔的深浅。而耐1100°C高温的镍基单晶涡轮叶片具有很好的高温强度和综合性能，叶片上有许多直径为φ0.3～φ0.4mm的冷却气膜孔，制作这类叶片，需要定向/单晶熔铸炉、陶瓷型芯焙烧炉、制芯机、磨削中心、数控缓进给磨床以及叶片制孔的电液束流设备和小孔加工单元等装置。

整体叶盘加工：

整体叶盘是薄壁盘类零件，叶盘圆周上有装叶片的榫槽。直槽可用拉削加工和磨削加工。圆弧形榫槽可用铣削和成形磨加工，但圆弧形榫槽的检测困难。叶环和叶盘的加工需要数控卧车、精密数控立车。要求加工机床的刚性好，定位精度高，定位精度约为2～3μm。整体叶盘的叶片部分，可用五轴高速加工中心加工，还可以用电火花成形加工。重型燃机叶盘直径可达2000～3000mm，需要用砂轮线速度100m/s以上的高速磨床加工。

加工发动机关键零件所需的主要设备有：带A/B摆角铣头或A/C摆角铣头的五轴联动

加工中心；五坐标叶片铣床；整体叶盘高效加工中心；工作台3000mm×5000mm数控龙门镗铣床；精密数控立式车削中心；数控立式车床；精密数控车床；车铣复合加工中心；榫齿倒圆专用加工中心；激光熔覆加工机床；电火花铣削加工机床；数控卧式车床；数控立式磨床；数控缓进给磨床；端面弧齿磨床；高速转子叶尖磨床；700t电动螺旋压力机；板类件无模多点成形压力机；定向/单晶熔铸炉；用于叶片制孔的电液束流设备、小孔加工单元以及真空热处理炉等等。

上述设备要求机床具有足够的刚性，操作简单，人机界面清楚，具备样条插补（NURBS）功能,过程均匀控制，以减少对拐角处加工精度的影响，还具有在线测量和仿真功能。