[00750949]多股簧精密成形工艺及其数控加工机床

高性能基础件的设计及制造技术是国家核心竞争力的支撑之一。由多股钢丝卷制而成的多股螺旋弹簧(简称多股簧)作为重型装备、自动武器的复位基础件被广泛应用。与单股簧相比，多股簧因其独特复杂的结构而具有更好的减振效果和更长的服役寿命。长期以来，多股簧动态设计和精密制造技术是困扰国内弹簧制造行业的难题，在另引进先进武器装备过程中，多股簧设计、制造、检测技术及装备一直作为保密技术不予转让，致使中国相关装备的性能和可靠性指标长期落后，影响了国防安全、国民经济发展和国际竞争。该项目产足于国家重大装备、国防的战略需求，在国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、教育部科学技术研究重点项目等资助下，经长期科学研究和应用验证，突破了高性能多股簧的设计制造及检测全套技术，主要发明点如下：(1)在多股簧精密成形方面，提出了变阻力矩张力控制方法，发明了三种精密成形装置，实现了从工艺参数的经验选定到实时自动调整的转变；(2)在多股簧数控加工方面，提出了多轴四联动加工多股簧的速度匹配策略和回弹补偿方法，发明了两种通用高精度多股簧加工机床和一种特别适用于大批加工小尺寸产品的机以上；(3)在多股簧试验检测方面，发明了多股簧变形状态检测方法和装置，提出了“聚能冲击”原理，发明了两种多股簧高速冲击疲劳试验装置；(4)在多股簧设计分析方面，建立了多股簧动态设计新理论，揭示了多股簧疲劳破坏机理，提出了抗疲劳设计准则，研制了摩托车用多股簧减震器和大型齿轮箱棘轮机构复位多股簧。上述发明实现了多股簧加工一次合格率从原来的20－25%提升到90%以上，经第三方权威计量检测机构-重庆市机械工业理化计量中心检测，其质量精度等级从1-3级提升到稳定的1级精度，节约直接制造成本70%左右。该项目申请国家发明专利11项(含国防专利1项)，获权8项；获软件著作权1项；发表SCI、EI收录论文15篇；理论及应用研究成果汇聚为首部多股簧专著，由科学出版社出版。该项目成果有效解决了中国多股簧传统加工技术存在质量稳定性差、废品率高等难题，打破了国外技术封锁，为提高重大装备复位可靠性及寿命提供了重要支撑，应用前景广阔。