市工程技术研究中心组建项目可行性研究报告
项目名称: 市数控弹簧机械工程技术研究中心
申报单位: 海旭数控装备
工程负责人: 新
单位地址: 市亭湖区南洋开发区环保产业园
联系人王根亮
联系 02
传真: 09
邮箱： syspringsyspring.
填报时间: 2011年7月20日
海旭数控装备
二O一一年七月
市工程技术研究中心组建项目
可行性研究报告
一、项目基本情况
1、项目名称：市数控弹簧机械工程技术研究中心
2、研究领域：通过组建数控弹簧机械工程技术研究中心，进一步提升研究开发能力，积极从高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化和开放性等当今数控机床行业的主要发展方向研究数控弹簧机械的高精度、高速度、多轴数字控制等相关技术性能研究，开发出高精度、高速度、多轴数字控制的弹簧机械产品，为在各类高精尖的设备及装置中起着减振、减噪、缓冲、储能、能量变换等作用的机械基础件—弹簧的制造提供理想的装备。
3、项目依托单位及其合作形式
项目依托单位：工学院
项目地址：市亭湖区南洋开发区环保产业园
项目建成后的运行管理体制、核算形式：该项目依据现有的技术开发中心为基础，实行部门独立管理，所需经费由公司按产品销售收入的 3.5%提取，专款专用。当工程中心经费出现不足时，由工程中心负责人提出申请报公司总经理审批后从企业自留资金中划拨。
二、项目组建的必要性
弹簧制品量大面广，从高科技的人造卫星、航天飞机到门类齐全的家用电器（如冰箱、洗衣机等），各行各业，琳琅满目，遍布于国
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民经济的各个领域。由于弹簧产品在各类高精尖的设备及装置中起着减振、减噪、缓冲、储能、能量变换等作用，故弹簧制品的质量十分重要。但影响弹簧制品质量的主要因素之一的弹簧制造装备卷簧机的现状并不理想
1、国外该技术领域发展现状
目前国外的弹簧专用机床-卷簧机主要为机械式和电脑控制式两种。国际上生产高精度数控卷簧机主要厂家有日本奥野机械公司、德国WAFIOS公司、法国TC、HP公司等，其中：技术先进的以德国WAFIOS 公司生产的电脑卷簧机为代表。他们的产品技术先进，但价格十分昂贵、运输时间长、零配件采购费用高、机械维修极不方便，一些外商企图长期垄断中国的卷簧机市场，并对中国先进的高精度数控卷簧机技术实行封锁。
2、国该技术领发展现状
我国现有的弹簧专用机床卷簧机，还处于国际上90年代中期水平，大都采用三轴数控，包括送线、变径、切断机构。在卷制鼓形(凹凸)螺旋压缩弹簧时，用凸轮机构组合可以实现成形。在卷制大外径(大旋绕比)、大节距弹簧时不易成形，而且在切断弹簧时，芯轴会产生微移现象，加工出的弹簧容易出现尾钩，特别是现有的国产弹簧机在加工大直径(大旋绕比)、大节距弹簧送线速度较快时，会产生机器载荷加大，振动加剧，加工时会出现弹簧尺寸送线、圈径、节距等精度低、重复性差等问题，不能达到理想的技术效果，与国汽车、军工、航天等工业的快速发展相比明显落后，我国对大直径(大旋绕比)、
高精度、高耐用性弹簧设备的研发严重滞后。在国同行业中，虽然科研单位和企业科技人员在不断地研究、探索、改进螺旋压缩弹簧成型机构造，并在技术上取得一些进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题，希望研究出更加精确、完善的弹簧成型机。
三、项目组建的可行性
（一）技术可行性
该项目产品高精度数控弹簧成形机床是一种八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机，是弹簧制造业用于制造端面靠合或不靠合、变距或不变距、变径或不变径的右旋或左旋圆柱形、截锥形和鼓形（凹凸）螺旋压缩弹簧；本机床为八轴数控全自动压簧机，其工作原理是：用数字控制方式来控制送线滚轮旋转，借助滚轮与钢丝表面的接触摩擦力将经过校直装置的钢丝推向成形圈径刀。在圈径刀作用力下迫使钢丝弯曲。送一设定长度钢丝，使其卷成螺旋形状，停止送线后，切断刀自行切断，从而获得所需的螺旋弹簧。是弹簧行业技术改造，提高弹簧制品品位的理想弹簧制造装备。本项目产品将通过“八轴数控”联动、“芯轴-切断”联体、“变径三轴”智能化操作和“气压压紧送料机构”、“电气控制装置”等专利技术的运用，攻克八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机产业化进程中设计技术和精密零部件的制造技术难题，实现八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机性能可靠、稳定、低碳；实现八轴数控高精圆柱螺旋压缩弹簧成形机在弹簧行业中运用，加速弹簧机械国产化。
1、八轴数控联动的整体设计技术研究
本项目由我公司引进的工学院机械工程学院留学加拿大博士冶教授对原有机器在高载荷、多振动工作环境中的固有特性和动力响应两个方面进行动态建模、分析计算。在系统设计方面采用计算机辅助分析（CAE）技术，运用基于有限元分析的Nastran软件，对整机及关键零部件进行动态优化设计与分析，将出现的问题暴露在零部件制造之前，通过建立整机的动力学模型，分析高载荷、频发振动状态下卷簧机的模态，对各单元机构及关键零部件进行动态优化设计，找出适应高载荷、频发振动的机械结构和参数。同时，利用三维设计和动态仿真技术实现计算机虚拟环境下的试验、修改和设计定型保证了卷簧机相关零部件在高载荷、频发振动状态下运动、定位准确，控制精度达到规定指标，确保加工的弹簧实现尺寸高精度。采用基于有限元法的动态仿真技术，进行整机及关键部件的动态优化设计。采用在线检测与控制技术，进行机器运转状态和弹簧质量的实时控制，使得该项目产品在开发研制过程中，降低了研制成本，加快了研制速度，提高了研制的一次成功率。更为关键的是提高机器的抗振性能，减小关键运动零部件的振幅和非旋转零件的加速度；提高传动部件、转动零件的动态性能，保证加工弹簧的尺寸精度；降低机器的噪声等级等。该产品已申请专利《高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机》，专利申请号为7.6（初审合格，已申请实质性审查）。
2、自动卷簧机的伺服闭环式电气控制技术运用
采用伺服闭环控制方式，保证系统的抗干扰能力，提高运动部件的控制精度，实现连续工作状态下弹簧几何精度的自动补偿；系统软件、硬件高度集成化，提高了系统的智能化程度，以及系统的稳定性与可靠性。客户还可以通过控制器自带的PS232通信接口，随时升级系统软件，不用停机可以修改加工程序，不用停机可以随时改变机器的运行速度和其它操作参数；操作界面非常友好，易学易懂易用；该控制技术比较适合中国国情，居于国领先水平；可靠性在国同行中是独一无二。该控制系统已获国家专利《自动卷簧机的电气控制装置》，专利号ZL9.1。
3、气压压紧送料机构技术的运用
本项目产品采用公司自主设计的气压压紧送料机构技术（《卷簧机的送料压紧装置》，专利号ZL4.7）。该卷簧机送料压紧机构用气体为压力源，不用液体（油），一是节约能源，二是减少污染，三是适应性强（国外各地温差大，液压密封不易解决，易污染），且结构简单、新颖，降低产品成本。
4、芯轴-切断联体技术和变径三轴技术的研究
在国独家采用了八轴数据控制（送线、上切断、下切断、上变径、中变径、下变径、节距、芯轴），使整个机床实现智能化操作，提高了机器的性能及可靠性，灵敏度高，响应快，尺寸精度准确，且减少人工操作量，提高了工作效率，操作安全、方便，节约能源消耗，有利于环保。实现“芯轴-切断”联体，使切断无尾钩，该技术已申