專利名稱：一種冷軋飛剪上刀座的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種冷軋飛剪上刀座的制備方法，尤其是ー種適用于冶金冷軋エ藝中曲柄連桿式飛剪的剪刃補償的制備方法。
背景技術：
冷軋飛剪是冷軋生產線上重要的設備之一，布置在夾送輥后，用于對帶鋼的頭尾進行切斷。它具備分段功能，其工作性能的好壞直接影響到軋制線的生產效率和產品切ロ質量。隨著連續式軋機的發展，飛剪得到了越來越廣泛的應用。飛剪系統中，上刀座通過連接鉸點繞曲柄中心點旋轉，上剪刃的軌跡為近似橢圓的完整曲線，而下剪刃則沿底部鉸點做一定幅度的擺動，其軌跡為一個圓周運動的一部分。通過上、下剪刃在某一區間內的重合達到剪斷帶鋼的目的。在上、下剪刃進行剪切時，剪切 エエ藝要求上、下剪刃的水平速度與帶鋼的速度保持大致相同(一般認為剪刃水平速度為帶鋼水平速度的I. 05倍為宜)。如圖I與圖2所示，上剪刃5安裝于上刀座2上，下剪刃12安裝于下刀座13上，由于飛剪為曲柄連桿機構，受此機構自身特點等的影響，上剪刃5與下剪刃12的水平速度在剪切區內很難達到完全一致。另外，由于兩者空間軌跡的區別，導致上剪刃5與下剪刃12在剪切區間內盡管轉動的時間區間相同，但二者的水平方向空間坐標并不相同。即在剪切區間內，上剪刃5與下剪刃12在剪切位置時對應點并不相互完全貼合，而是存在一定的側隙。由于冷軋帶鋼厚度較薄，如果上、下剪刃側隙較大(如圖2中圓圈部分)，則飛剪就會產生不理想的剪切效果。因而，設計過程中需要對剪刃側隙的補償進行適當考慮，以保證上剪刃5與下剪刃12相互對應點的側隙達到帶鋼剪切要求，從而使飛剪整體性能達到理想的剪切效果。在冷軋生產エ藝中，對帶鋼剪切后的表面及斷面質量要求相當高，如果剪刃側隙不合理，就直接影響板帶的剪后質量。在現有的工程設計及相關文獻中，一般僅對飛剪機構的剪刃運行軌跡、X及I方向的速度和加速度進行計算，得到ー些剪刃的運動學參數，并在現在設計參考及經驗的前提下完成飛剪的設計，而對于上刀座加工外形對剪刃的補償設計則沒有考慮，僅根據相關資料進行套用，沒有根據剪刃長度、寬度及帶鋼規格的變化對剪刃側隙補償的要求不同進行有區別的設計。這對于冷軋飛剪的設計及其控制系統的開發都是相當不利的。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供ー種適用于冶金冷軋エ藝中啟停工作制式曲柄連桿式飛剪的剪刃補償的上刀座制備方法。為達到上述目的，本發明提供一種冷軋飛剪上刀座的剪刃側隙補償的制備方法，其特征在于，該方法包括步驟I :根據參數建立符合機械原理的相關參數方程，輸入冷軋飛剪機構各組成零部件的相關參數連桿AU的長度、連桿BC的長度、機架OC長度、連桿AU的長度、連桿CK的長度以及曲柄OA的長度、夾角Φα、ΦΛ及α，按照給定的計算參數，分別得到各連桿長度及相應的角度值，建立相應的坐標系mon和xoy ;其中O為坐標系原點，A為上刀架與曲柄相連的鉸點，B為上刀架與下刀架相連的鉸點，C為下刀架與固定支座連接的鉸點，U為上剪刃一點，K為下剪刃最高點；(K為AB與AU之間的夾角，ΦΛ為BC與CK之間的夾角；步驟2 :以下剪刃最高點K點為開始計算點，根據設計需要，給定剪刃寬度L方向上的等距分割長度，根據下剪刃的対稱性，取一半剪刃寬度的情況進行分析；步驟3 :求解軌跡方程，根據建立的坐標系mon和坐標系xoy，以曲柄的轉角為0°時作為計算的起點，以5°的角度増量作為循環迭代的步長，保證上、下剪刃空間軌跡的求解能快速完成，以CK長度作為求解此時K點的空間軌跡的計算參數，求得上剪刃U點和此時下剪刃K點的空間軌跡，將曲柄轉過的角度與對應的計算軌跡結果存儲于指定的數組中； 步驟4 :尋找角度區間，開始遍歷步驟3中求得的空間軌跡數組，找到上、下剪刃軌跡交錯的曲柄轉過的角度區間[a，b]，根據軌跡特征，找到唯一滿足要求的角度區間；步驟5 :對應于下剪刃為K點時上刀座的剪刃側隙補償值求解，以上、下剪刃的X坐標的差值為計算目標函數，鑒于上、下剪刃的空間軌跡曲線的交錯性，運用二分法求解得到滿足要求的曲柄轉過的角度；步驟6:對應于下剪刃斷面各斷面M(i)點時上刀座的剪刃側隙
L - num. AL
補償值求解，按公式Ζχ(0 = (/-1)·ΔΙ分別計算出h(i)，然后再按公式
h{T) = Lxiiytgiipl)
CM(i) = ^JCK2 + KM{if -2-CK-KM(i)· cosβ
<=arcsin( M(on/ )=arcsin(^S^)分別計算出CMa)，并將其存儲于相應的數KM{i) = h{i)
Λ =^+^4
組中，然后依次對此數組中的CM⑴按前述步驟2至步驟5進行計算，即可以得到對應于下剪刃斷面各斷面點時上刀座的補償值，并將這些補償值按指定的內容和方式進行輸出。 述牛馬？ 3 中矛用八—(I) 'cos(^i)+ ^'cos(^2) = OC + BC ■ cos(^3)八
mA -ΟΑ θ^{θλ) ηΑ - OA · sin(^)
式(2) < TTiu -mA- AU - sin(^3 -θλ+—)，公式(3)及公式
ηυ^ cos(03 i + 2)(χν -Tnu ' cos(cir) + ηυ . sin(び)
φ3=φ0-θ2-π-\-θιレひ=-Ttiu . sin(び)+ ηυ . cos(び)(4)
權利要求
1.一種冷軋飛剪上刀座的制備方法，其特征在于，該方法包括 步驟I:根據參數建立符合機械原理的相關參數方程，輸入冷軋飛剪機構各組成零部件的相關參數連桿AB的長度、連桿BC的長度、機架OC長度、連桿AU的長度、連桿CK的長度以及曲柄OA的長度、夾角(^、Ctdk及a，按照給定的計算參數，分別得到各連桿長度及相應的角度值建立相應的坐標系mon和xoy ;其中0為坐標系原點，A為上刀架與曲柄相連的鉸點，B為上刀架與下刀架相連的鉸點，C為下刀架與固定支座連接的鉸點，U為上剪刃一點，K為下剪刃最高點；(K為AB與AU之間的夾角，(^dk為BC與CK之間的夾角； 步驟2 :以下剪刃最高點K點為開始計算點，根據設計需要，給定剪刃寬度L方向上的等距分割長度；根據下剪刃的對稱性，取一半剪刃寬度的情況進行分析； 步驟3 :求解軌跡方程，根據建立的坐標系mon和坐標系xoy，以曲柄的轉角為0°時作為計算的起點，以5°的角度增量作為循環迭代的步長，保證上、下剪刃空間軌跡的求解能快速完成，以CK長度作為求解此時K點的空間軌跡的計算參數，求得上剪刃U點和此時下剪刃K點的空間軌跡，將曲柄轉過的角度與對應的計算軌跡結果存儲于指定的數組中；步驟4 :尋找角度區間，開始遍歷步驟3中求得的空間軌跡數組，找到上、下剪刃軌跡交錯的曲柄轉過的角度區間[a，b]，根據軌跡特征，找到唯一滿足要求的角度區間； 步驟5 :對應于下剪刃為K點時上刀座的剪刃側隙補償值求解，以上、下剪刃的X坐標的差值為計算目標函數，鑒于上、下剪刃的空間軌跡曲線的交錯性，運用二分法求解得到滿足要求的曲柄轉過的角度； 步驟6:對應于下剪刃斷面各斷面M(i)點時上刀座的剪刃側隙補償值求解，按公式
2.如權利要求I所述的冷軋飛剪上刀座的制備方法，其特征在于，所述少驟 3 中利用公式
3.如權利要求2所述的冷乳飛剪上刀座的制備方法，其特征在于，所述步驟5具體包括 找到角度區間[a，b]后，令r_angle= (a+b)/2，將r_angle代入所述公式(1)-(4)中，分別求得上剪刃U點和下剪刃K點的軌跡，將上剪刃U點的X坐標與下剪刃K點的X坐標的Ax差值作為考查曲柄轉角的目標函數，如果計算達到了公
4.如權利要求I所述的冷軋飛剪上刀座的制備方法，其特征在于，所述步驟4中，滿足條件
全文摘要
本發明公開了一種冷軋飛剪上刀座的制備方法，該方法包括步驟1根據參數建立符合機械原理的相關參數方程；步驟2以下剪刃最高點K點為開始計算點，根據設計需要，給定剪刃寬度L方向上的等距分割長度，并取一半剪刃寬度的情況進行分析；步驟3求解上剪刃U點和此時下剪刃K點的空間軌跡；步驟4尋找角度區間；步驟5對應于下剪刃為K點時上刀座的剪刃側隙補償值求解；步驟6對應于下剪刃斷面各斷面M(i)點時上刀座的剪刃側隙補償值求解。本發明通過空間方程解析方法，結合冷軋工藝要求，通過分析飛剪上下剪刃的運動特生，利用循環迭代的數值方法求解冷軋飛剪的剪刃側隙，用以更加清晰的完成冷軋飛剪的設計。
文檔編號B23D25/02GK102663165SQ201210072439
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者嚴國平, 孫光紅, 朱志, 朱磊, 梁芳, 胡立華, 陳潔 申請人:中冶南方工程技術有限公司