市工程技术中心申报材料

盐城市工程技术研究中心组建工程可行性研究报告工程名称:盐城市数控弹簧机械工程技术研究中心申报单位:盐城海旭数控装备工程负责人:陈新单位地址:盐城市亭湖区南洋开发区环保产业园联系人王根亮联真箱：填报时间:2023年7月20日盐城海旭数控装备二O一一年七月盐城市工程技术研究中心组建工程可行性研究报告一、工程根本情况1、工程名称：盐城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开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根底件—弹簧的制造提供理想的装备。3、工程依托单位及其合作形式工程依托单位：盐城工学院工程地址：盐城市亭湖区南洋开发区环保产业园工程建成后的运行管理体制、核算形式：该工程依据现有的技术开发中心为根底，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缺乏时，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、工程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1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、国外该技术领域开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、国内该技术领开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，不能到达理想的技术效果，与国内汽车、军工、航天等工业的快速开展相比明显落后，我国对大直径(大旋绕比)、2高精度、高耐用性弹簧设备的研发严重滞后。在国内同行业中，虽然科研单位和企业科技人员在不断地研究、探索、改良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、工程组建的可行性〔一〕技术可行性该工程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，借助滚轮与钢丝外表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。本工程产品将通过“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。31、八轴数控联动的整体设计技术研究本工程由我公司引进的盐城工学院机械工程学院留学加拿大博士崔冶教授对原有机器在高载荷、多振开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，控制精度到达规定指标，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，使得该工程产品在开发研制过程中，降低了研制本钱，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202310133017.6〔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4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；该控制技术比拟适合中国国情，居于国内领先水平；可靠性在国内同行中是独一无二。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ZL200620071579.1。3、气压压紧送料机构技术的运用本工程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ZL200620073134.7〕。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〔国内外各地温差大，液压密封不易解决，易污染〕，且结构简单、新颖，降低产品本钱。4、芯轴-切断联体技术和变径三轴技术的研究在国内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，操作平安、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5报国家创造专利《一种八轴弹簧成形机芯轴切断机构》，申请号202310166681.0；变径机构采用三轴设计，使产品更加精确，提高产品质量及生产效率。该技术国内领先，已申报国家创造专利《一种八轴弹簧成型机变径机构》，其申请号为：202310166683.X〔上述两项专利初审合格，已申请实质性审查〕。〔二〕经济可行性八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机在弹簧行业中运用，将带动弹簧行业的开展，推动运用机械根底件—弹簧在汽车、石化、军工、航天等工业的开展。提升弹簧行业在国内外的竞争力。据中国机械工业年鉴：目前具有规模的弹簧生产企业达1480家，年产弹簧85-90亿件。国内只有少数赢利大的企业从国外引进价格昂贵的电脑卷簧机，大局部企业仍使用老式机械卷簧机，普遍存在加工精度低、生产效率低、可靠性差等问题。我国政府要求参加WTO后对一些在国际竞争中不占优势及幼稚工业进行为期五年左右的保护，涉及机械、航空、电子、汽车、船舶等行业，这些行业均是弹簧行业的主要用户。现五年时间已过，随着暂时被保护企业的技术改造，弹簧行业必须提供高精度、高可靠性弹簧，弹簧行业技术改造迫在眉睫。根据市场调研，今后5-10年每年需高精度高可靠性数控卷簧机300-350台。本工程如形成量产，不但能满足国内企业的要求，而且能出口创汇，产业化前景十分广阔。目前该工程已进入产业化进程2023年目标产品年销售50台套，6新增销售额3000万元，新增利税450万元，新增就业15人。到2023年，力争实现年产高精度、高可靠性数控弹簧机械100台，新增销售额6000万元。新增利税1000万元。〔三〕工程承当单位的根底条件1、企业现有人力资源配置盐城海旭数控装备创办于2006年11月，是国内从事弹簧机械设计、制造、效劳生产和科研一体化的实业型公司，是中国弹簧工业协会会员单位。公司现有员工51人，大专以上16，占职工总数的31.4%，研发人员9人，占职工总数的17.6%。2、企业研发队伍情况：公司成立以来十分注重人才的引进和培养，多渠道吸纳和聘用专业技术人才和管理人才。公司现有研发人员9人，其中高级职称5人，外来人员3人，经过几年的开展，公司建立了专业技术结构全面、老中青年龄配备合理的人才队伍。研发人员专业涵盖机械设计、电子工程、制造工艺等专业，形成了一支高效率的研发团队。公司在提升自主研发力度的同时，与盐城工学院、南京林业大学、信息产业部第十四研究所等建立了良好的合作关系，走“产学研〞一体化道路，共同提升该工程的研发水平与科技含量。公司采用先进的设计理念和研发手段，自主研发关键性部件、关键控制系统，形成成套整机，使高精度数控卷簧机的设计水平到达国内领先，为弹簧制造行业提供高精度、高可靠的数字化装备，实现高精度数控卷簧机的产业化应用。73、研发工作资金投入情况：本公司本着务实、创新的原那么，不断加大科技投入，重视各类科技人才的培养，致力于高新技术的研究与开发。公司每年用于新产品的研发投入不低于公司当年销售收入的3%，并设立专门帐户，专款专用，不得挤占和挪用。2023年公司主营业务收入3000万元，投入研究开发经费100万元，占当年销售收入3.3%。4、自主研发的产品：本公司自主研发出分属卷簧机、磨簧机两大系列，共10个产品，分别为：DJH-860八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机、DJH-80CNC全自动电脑卷簧机、DJH-550高精度数控卷簧机、DJH-580型高精度数控卷簧机、DJH-5160高精度数控卷簧机、DJH-5180CNC型全自动数控卷簧机、ZJH-80型自动卷簧机、MZ60型自动弹簧端面磨床、MJK90-2数控弹簧端面磨床、MJK200-1数控弹簧端面磨床。其中，DJH-80CNC全自动电脑卷簧机被认定为国家重点新产品〔工程编号：98G041D6900186〕，并荣获江苏省科技进步三等奖获；DJH-580高精度数控卷簧机被认定为国家高新技术产品〔产品编070902G0013N〕、并获盐城市2007年度科技进步二等奖；DJH-550高精度数控卷簧机、MZ60型自动弹簧端面磨床、MJK90-2数控弹簧端面磨床、MJK200-1数控弹簧端面磨床分别荣获2006年中国机械通用零部件工业协会弹簧行业度优秀新产品优秀奖；DJH-580型高精度数控卷簧机、DJH-5160高精度数控卷簧机分别荣获2006年、2007年中国机械通用零部件工业8协会弹簧行业优秀新产品特等奖。5、根底设施、仪器设备现状企业原技术中心现有设备清单如下表：序号名称规格型号数量1车床C6136A3CZ621001CAK614012磨床M71201M131W13座标镗床TPX611314铣床X62W15刨床B66516钻床Z32K1Z3035B17线切割机床DK776318锯床GY40281企业原技术中心现有检测仪器仪表清单如下表：序号名称规格型号数量1钢铁化学分析设备1套2拉立试验机JB-12013数显洛氏硬度计HRS-15014便携式硬度计AT10015绝缘电阻测试仪312516程控耐压测试仪MS2670P-117齿轮跳动检查仪421018便携式继电保护测试仪LWJB-S0211四、工程主要目标和任务1、工程研究开发和工程化的主要方向(1)确定八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机的主要技术9性能指标、机械性能参数、控制方法与控制系统参数等；(2)对已有高精度数控卷簧机进行理论建模与测试分析，并对理论模型和参数进行修正；(3)选用UG大型三维CAD软件进行实体造型、虚拟装配、运动仿真，在保证整机运动功能的前提下，进行动力学分析与结构刚性设计。建立整机和各单元机构的动力学分析模型，采用世界上使用最广泛的有限元分析Nastran软件，进行模态分析和动静件接触面动态参数确实定并进行试验验证；计算各单元的结构刚度，动态优化设计确定最正确结构参数，以分析计算每一单元的动力学参数为依据，设定重要零部件重量最轻的优化目标；采用Nastran软件进行各单元机构的动态优化设计，调整结构参数并进行动力学仿真，保证各单元和整机的动态〔4〕控制系统设计，并试验新的控制电路及附属设备。〔5〕过对弹性变形成形补偿技术的研究并开发出高精度成形系统软件；〔6〕性能，解决存在的主要技术问题；在中试阶段中，完善存在的技术小问题，进一步提高机械性能及自动化水平；完善设计图纸，编制生产工艺，小批量试生产前，产品进行技术鉴定；〔7〕筹建批量生产线，进行批量生产；2、工程建设期内主要到达的目标与任务，10〔1〕工程建设期内工程产品完成样机制造和性能测试；〔2〕工程产品技术性能指标到达：1)数控轴数：8轴(送线、上切断、下切断、上变径、中变径、下变径、节距、芯轴)2)可加工线材直径：ф1.5-6mm3)可加工弹簧直径：ф80mm(Max.)4)送线长度：无限5)送线精度(分辩率)：0.10mm6)送线速度：125m/min(Max.)7)圈径滑块移动控制精度:0.02mm8)节距刀移动控制精度：0.02mm9)芯轴移动控制精度：0.03mm10)旋向：左；右11)卷绕比(D/d)：3(Min.)并通过有资质单位的检测，取得有效的合格证明。〔3〕工程建设期内工程产品取得2项创造专利、3项实用新型专利。〔4〕工程建设期内工程产品能小批量生产。3、工程中长期开展规划与目标工程产品产业化，2023年目标产品年销售50台套，新增销售额3000万元，新增利税450万元，新增就业15人。到2023年，力争实现年产高精度、高可靠性数控弹簧机械100台，新增销售额600011万元。新增利税1000万元。五、工程的总体设计和布局1、工程的建设地址工程建设在盐城市亭湖区南洋开发区环保产业园盐城海旭数控装备厂区内，面积1200㎡〔工程技术研究中心大楼〕。2、工程的根本结构单元及其职责、任务和相互关系盐城市数控弹簧机械工程技术研究中心下设：设计组、工艺组和检测试验组。3、人员配备及规模固定人员流动人员〔客座〕合计高级中级初级合计高级中级初级研究人员31211设计人员41311管理人员11技术工人3合计102六、工程实施风险及应对措施本工程产品，通过公司科研技术人员不断地考察、调研国外相关的产品，查阅了大量的国际专利文献，反复实验，从理论到实践，在实践中再创新，解决了技术上的许多难题，关键技术已根本成熟。工程实施主要风险及对策如下：121、资金风险：本公司资金运作良好，资金积累明显增加，产品销售资金回笼及时，银行信贷信誉良好，资金筹措渠道畅通。因此，实施本工程有较强的资金优势，但因本工程资金投入较大，扩大生产能力后所需的流动资金较多，如果在生产制造过程中，某一个环节考虑不周密，将会对工程的实施进度带来直接的影响。风险应对措施：严格控制生产本钱，降低生产费用开支，提高资金运作质量。公司制订严密的考核制度，加强生产组织调度，缩短产品的生产周期，尽快实现产品销售资金的回笼，实现良性循环。2.、人员风险公司具有灵活的运行机制，股东均是公司管理及技术人员，股东之间分工明确，合作关系较好，并与公司签订了协议，明确双方的权利与义务，与公司形成风险共担、利益共享的结合体。因此，本工程实施人员风险很小，但仍存在人员跳槽的风险，造成工程研究工作脱节，影响工程实施。风险应对措施：公司建立现代企业文化，努力为员工提供良好的工作平台和学习时机，营造尊重知识、尊重人才的良好气氛，不断提高企业的凝聚力和创造力。培养企业团队精神、制定奖励机制，明确双方的权利与义务，按奉献的大小实行增资送股。工程实施成功后，重奖有关人员，并在产品获利后，每年预提一定比例的费用，奖励技术人员。强化与聘请的技术参谋间的感情交流，加大感情投资。133、政策风险：本工程产品属于2023年度科技型中小企业技术创新基金重点支持工程指南中的光机电一体化先进制造技术数控加工技术及装备领域，符合国家产业政策，无政策风险。4、市场风险该产品的市场风险集中表达在市场对新产品的认同和后来者对创新的模仿所带来的市场压力。1997年本企业研发成功国内第一台电脑卷簧机后，得到了行业协会的认可和支持，其中DJH-80电脑卷簧机在国家专利局和江苏省政府联合举办的“96中国专利及新产品博览会〞上获金奖。本公司研发的DJH-550电脑卷簧机市场销售较好，得到了市场的普遍认可。本工程产品就是依据行业协会专家建议进行设计，研制成功国内第一台“八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机〞，其价格是国外同类产品的1/2，其设备精度、生产效率已接近进口设备，可替代进口，同时可出口中小国家。每年我国高精度、智能化的弹簧机的需求量为300-350台，每年出口达80-120台左右。本公司生产“八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机〞只要保证产品质量、诚信及效劳到位，该工程市场无风险。5、技术风险公司技术力量雄厚，大专以上16人，占职工总数的31.4%，研发人员9人，占职工总数的17.6%。经过多年的开展，公司建立了专业技术结构全面、老中青年龄配备合理的人才队伍。公司与盐城工学院、14东南大学、江苏理工大学、信息产业部第十四研究所等建立了良好的合作关系，走“产学研〞一体化道路，共同提升该工程的研发水平与科技含量。本工程单台样机已通过150多万只高精度弹簧生产的长时间考核，这些均充分证明，该工程技术实现在技术上无重大风险。七、工程组建方案进度〔一〕工程组建进度方案本工程产品“八轴数控高精度圆柱螺旋压缩弹簧成形机〞在前阶段研究成果的根底上进一步优化设计，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开展方向，围绕弹性变形补偿技术和热变形补偿技术在数控弹簧机械上的应用，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根底件—弹簧的制造提供理想的装备。方案在2023年6月完成该工程产品中试并实现批量生产。阶段目标第一阶段〔进一步提高、完善工程产品的性能指标阶段〕：2023年7月～12月；1、在前阶段研究成果的根底上进一步深入研究和技术攻关，从弹性变形补偿技术和热变形补偿技术入手优化设计，进一步提高工程产品的性能；2、制造新样机并进行试验，为产品定型做好前期准备。第二阶段〔扩大中试生产和用户试用阶段〕：2023年1月～6月；151、样机用户试用；2、购置必须的设备；3、扩大中试生产批量，研究和解决扩量生产中出现的问题；4、完善市场网络建设。第三阶段〔产品定型设计、小批量试产阶段〕：2023年7月～12月1、产品定型设计；2、工艺及工艺装备设计；3、生产线设计及设备选型；4、生产设备采购；5、小批试制、生产和销售；6、市场开拓第四阶段〔批量生产准备和工程验收〕：2023年1月～6月1、生产线安装调试；2、工艺装备制造、采购，原辅材料采购；3、批量生产销售；4、市场拓展；5、工程总结、结题验收。〔二〕工程组建资金方案工程总投资600万元，新增投资500万元其中