多股螺旋弹簧(简称多股簧)是由多根钢丝绕成钢索后卷制而成的圆柱螺旋弹簧,与单股簧相比,这种弹簧具有较大的非线性阻尼,吸收冲击能力强,有更好的强度及独特的吸振、减振效果,强度更高、疲劳寿命更长。因此在汽车仪器仪表减振系统、武器发射系统以及航空发动机等多个领域中都具有重要的应用价值。但是,多股簧制造技术作为敏感的关键技术,受到国外进口限制。而我国多股簧制造技术相对于国外又非常落后,根据多股螺旋弹簧的结构及成型特点,课题组研发了第一代多股螺旋弹簧数控加工机床,成功地解决了多股簧生产加工设备数控化、自动化的多项技术难题,然而,通过大量的生产加工实验,发现了第一代多股簧数控机床存在结构设计不合理、张力控制系统不稳定、加工效率低等问题,大大性影响了多股簧的合格率和加工效率。因此,针对当前多股簧机床存在的问题,本文提出了新型的设计方案。大大提高了机床的加工精度和产品质量。本课题研究的主要内容:1)提出了基于指数方程的多股簧数学模型建立的基本原理,建立多股簧中心线的空间曲线表达式。在此模型基础上,运用三维参数化设计软件Pro/E建立了两端并圈的多股簧几何实体模型。实现并圈多股簧的参数化设计和建模。2)对多股螺旋弹簧数控加工机床进行总体结构设计,分析其特点:机床的机构设计,主轴转速控制与协调,钢丝张力在线检测与控制,多股螺旋弹簧内外层绕制机构的研制,多股钢丝张力配置机构的研制。从而研制具有独立知识产权的高精度多股螺旋弹簧数控加工机床。3)通过三维建模软件建立多股簧加工机床虚拟样机,仿真多股簧加工的实际工作过程,检查机床自身和产品制造过程中相对运动及干涉原因。同时,完成了对多股簧机床加工过程中的多股簧位移和速度的仿真分析。其结果符合先前的理论推导,验证了机床的可行性。4)介绍了有限元的基本思想和方法,以机床关键部件为研究对象,对机床机架部分和旋转主轴进行了模态分析。从而确定机床的临界转速,为最大效率的加工多股簧产品提供了理论依据。