由于数控卷簧机拥有更高的生产效率和自动化程度,且能方便地卷制出形状复杂的异形弹簧,因此,在国内主要弹簧制造企业中已逐渐得到了广泛应用。但是由于弹簧数控卷绕过程中工艺参数、模具参数、材料特性等各种因素相互影响,弹簧实际加工时,针对不同型号规格的弹簧需要通过大量试验,不断试模修模才能确定加工工艺。大大增加了弹簧生产成本,降低了弹簧生产效率,而且最终的成形几何精度也无法保证。同时,由于滚轮压入量过大或过小,经常会造成钢丝压扁、伸出长度不足、成形速度波动过大等现象,严重影响了弹簧的生产效率和质量。因此,通过有限元软件采用数值分析的方法研究弹簧的弹塑性弯曲成形过程,分析工艺及模具参数对弹簧成形及回弹的影响规律,是提高弹簧成形质量,实现弹簧数控卷绕成形技术进一步发展的关键。针对上述问题,本文根据弹簧数控卷绕成形的特点,通过对钢丝的变形过程进行运动和力学分析,建立了弹簧空间弯曲成形数学模型,基于此数学模型,推导了钢丝弯曲半径、送线速度、滚轮与顶簧杆的空间安装角度等参数的数学表达式,给出了弹簧成形过程中送线滚轮压入量和钢丝牵引力动态控制的理论模型,为提高弹簧成形质量提供了新的控制方法。然后基于弹塑性有限元显式动态和隐式静态分析方法,以有限元软件ANSYS/LS-DYNA为分析工具,建立了弹簧数控卷绕成形有限元分析模型,对弹簧数控卷绕成形及回弹过程进行了数值模拟。基于有限元模拟结果,分析了不同工艺参数下弹簧成形过程中单元应力和卸载后单元节点回弹位移随时间变化规律,最后利用ActiveX自动化技术,通过Lab VIEW软件和PMAC运动控制器,对数控卷簧机控制系统进行了改进,利用改进后的系统,进行了弹簧的加工试验,进一步研究了不同工艺参数对弹簧成形后轴向和径向的回弹规律,证明了有限元模拟方法的有效性。本文通过对钢丝变形过程进行运动和力学分析为进一步研究弹簧数控成形理论提供了重要借鉴,同时,通过有限元模拟及试验得到的不同工艺参数对弹簧成形及回弹的影响规律,对提高弹簧加工精度和成形质量具有一定指导意义。