面向航天航空产品结构复杂、刚度差、精度高、尺寸跨度大、材料难加工等工艺特点，以及产品多品种、小批量、研制与混线生产并行的生产特点，开展高速高效加工等关键工艺和智能制造技术研究，从而大幅降低各工艺环节的人工干预度，提高加工效率与加工质量一致性。
1）大型薄壁构件“铣削测量一体化”数控加工技术
针对运载火箭推进剂贮箱箱底等航天航空大型薄壁弱刚性构件“铣削测量一体化加工”需求，对五轴激光扫描、曲面重构及补偿技术开展研究，解决贮箱箱底工件曲率变化大、成形过程中存在残余应力以及工件装夹变形问题，根据毛坯的实际外形自适应调整刀路。加工过程中，五轴镜像运动协同控制系统保证支撑头始终与主轴头镜像运动，支撑头集成有双曲面壁厚实时测量系统，实时获取工件厚度，并根据加工理论厚度实现贮箱箱底实时闭环加工。运载火箭推进剂贮箱箱底铣削测量一体化加工示意图见图3-21。
2）难加工材料超低温加工技术
图3-21 运载火箭推进剂贮箱箱底铣削测量一体化加工示意图
对钛合金、不锈钢、耐热钢、金属基复合材料等典型难加工材料开展液氮超低温高性能切削研究，研究重点为局部超低温能场作用下的零件形性分析、超低温切削加工表面完整性分析、温度梯度应力对零件变形的诱导机制，从而揭示超低温冷却条件、切削参数、刀具几何与材料对零件加工质量和加工效率的影响规律，为典型航天难加工材料零件的超低温数控加工装备研制和切削工艺参数建立提供基础理论和基本数据依据，提高航天航空难加工材料零件加工的效率和质量。
3）基于特征自动识别的五轴联动模块化编程(www.xing528.com)
开展基于特征自动识别的五轴联动模块化编程，集成特征自动识别、自动规划切削方式、路径，并能够自身利用螺旋铣、摆线铣、拐角匀切削量等方式优化走刀路径及切削参数。实现以最少量的输入获得最优化的程序，在提高编程效率的同时保证产品质量的稳定性。该项技术克服了PRO/E的CAM模块中对于复杂五轴编程菜单层级多、操作步骤多、过程繁琐、易出错，需要耗费大量时间进行程序编制、校对、调整。因此，通过基于特征自动识别的五轴联动模块化编程，集成特征自动识别、自动规划切削方式、路径，并能够自身利用螺旋铣、摆线铣、拐角匀切削量等方式优化走刀路径及切削参数。实现以最少量的输入获得最优化的程序，在提高编程效率的同时保证产品质量的稳定性。
4）细长薄壁轴类结构加工技术
突破细长薄壁长轴类零件的精密高效加工技术，研制出加工所需的配套工艺装备，掌握零件热处理与加工性的影响规律和变形控制技术，保证细长薄壁轴类零件加工精度及质量，实现细长薄壁轴类结构在商用航空发动机上的成功应用。主要研究内容包括：空心薄壁细长轴类零件机械加工工艺研究；空心薄壁细长轴类零件加工装备研制；空心薄壁细长轴类零件热处理工艺；空心薄壁细长轴类零件加工过程变形控制技术研究；空心薄壁细长轴类零件特种加工工艺研究；空心薄壁细长轴类零件质量检测技术研究。
5）整体叶盘机械加工表面完整性
突破整体叶盘表面完整性机械加工技术，掌握难加工材料的切削机理。使整体叶盘最终的加工质量满足商用航空发动机的设计要求，并形成整体叶盘机械加工工艺控制及质量验收标准。主要研究内容包括：建立并固化整体叶盘表面完整性检测及评价方法；确定整体叶盘加工工艺参数最优阈值；完成整体叶盘典型件的试制；建立整体叶盘机械加工工艺控制及质量验收标准。图3-22所示为商用航空发动机整体叶盘加工。
图3-22 商用航空发动机整体叶盘加工
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