专利名称：一种冷轧飞剪上刀座的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种冷轧飞剪上刀座的制备方法，尤其是ー种适用于冶金冷轧エ艺中曲柄连杆式飞剪的剪刃补偿的制备方法。
背景技术：
冷轧飞剪是冷轧生产线上重要的设备之一，布置在夹送辊后，用于对带钢的头尾进行切断。它具备分段功能，其工作性能的好坏直接影响到轧制线的生产效率和产品切ロ质量。随着连续式轧机的发展，飞剪得到了越来越广泛的应用。飞剪系统中，上刀座通过连接铰点绕曲柄中心点旋转，上剪刃的轨迹为近似椭圆的完整曲线，而下剪刃则沿底部铰点做一定幅度的摆动，其轨迹为一个圆周运动的一部分。通过上、下剪刃在某一区间内的重合达到剪断带钢的目的。在上、下剪刃进行剪切时，剪切 エエ艺要求上、下剪刃的水平速度与带钢的速度保持大致相同(一般认为剪刃水平速度为带钢水平速度的I. 05倍为宜)。如图I与图2所示，上剪刃5安装于上刀座2上，下剪刃12安装于下刀座13上，由于飞剪为曲柄连杆机构，受此机构自身特点等的影响，上剪刃5与下剪刃12的水平速度在剪切区内很难达到完全一致。另外，由于两者空间轨迹的区别，导致上剪刃5与下剪刃12在剪切区间内尽管转动的时间区间相同，但二者的水平方向空间坐标并不相同。即在剪切区间内，上剪刃5与下剪刃12在剪切位置时对应点并不相互完全贴合，而是存在一定的侧隙。由于冷轧带钢厚度较薄，如果上、下剪刃侧隙较大(如图2中圆圈部分)，则飞剪就会产生不理想的剪切效果。因而，设计过程中需要对剪刃侧隙的补偿进行适当考虑，以保证上剪刃5与下剪刃12相互对应点的侧隙达到带钢剪切要求，从而使飞剪整体性能达到理想的剪切效果。在冷轧生产エ艺中，对带钢剪切后的表面及断面质量要求相当高，如果剪刃侧隙不合理，就直接影响板带的剪后质量。在现有的工程设计及相关文献中，一般仅对飞剪机构的剪刃运行轨迹、X及I方向的速度和加速度进行计算，得到ー些剪刃的运动学參数，并在现在设计參考及经验的前提下完成飞剪的设计，而对于上刀座加工外形对剪刃的补偿设计则没有考虑，仅根据相关资料进行套用，没有根据剪刃长度、宽度及带钢规格的变化对剪刃侧隙补偿的要求不同进行有区别的设计。这对于冷轧飞剪的设计及其控制系统的开发都是相当不利的。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供ー种适用于冶金冷轧エ艺中启停工作制式曲柄连杆式飞剪的剪刃补偿的上刀座制备方法。为达到上述目的，本发明提供一种冷轧飞剪上刀座的剪刃侧隙补偿的制备方法，其特征在于，该方法包括步骤I :根据參数建立符合机械原理的相关參数方程，输入冷轧飞剪机构各组成零部件的相关參数连杆AU的长度、连杆BC的长度、机架OC长度、连杆AU的长度、连杆CK的长度以及曲柄OA的长度、夹角Φα、ΦΛ及α，按照给定的计算參数，分别得到各连杆长度及相应的角度值，建立相应的坐标系mon和xoy ;其中O为坐标系原点，A为上刀架与曲柄相连的铰点，B为上刀架与下刀架相连的铰点，C为下刀架与固定支座连接的铰点，U为上剪刃一点，K为下剪刃最高点；(K为AB与AU之间的夹角，ΦΛ为BC与CK之间的夹角；步骤2 :以下剪刃最高点K点为开始计算点，根据设计需要，给定剪刃宽度L方向上的等距分割长度，根据下剪刃的対称性，取一半剪刃宽度的情况进行分析；步骤3 :求解轨迹方程，根据建立的坐标系mon和坐标系xoy，以曲柄的转角为0°时作为计算的起点，以5°的角度増量作为循环迭代的步长，保证上、下剪刃空间轨迹的求解能快速完成，以CK长度作为求解此时K点的空间轨迹的计算參数，求得上剪刃U点和此时下剪刃K点的空间轨迹，将曲柄转过的角度与对应的计算轨迹结果存储于指定的数组中； 步骤4 :寻找角度区间，开始遍历步骤3中求得的空间轨迹数组，找到上、下剪刃轨迹交错的曲柄转过的角度区间[a，b]，根据轨迹特征，找到唯一满足要求的角度区间；步骤5 :对应于下剪刃为K点时上刀座的剪刃侧隙补偿值求解，以上、下剪刃的X坐标的差值为计算目标函数，鉴于上、下剪刃的空间轨迹曲线的交错性，运用二分法求解得到满足要求的曲柄转过的角度；步骤6:对应于下剪刃断面各断面M(i)点时上刀座的剪刃侧隙
L - num. AL
补偿值求解，按公式Ζχ(0 = (/-1)·ΔΙ分别计算出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^)分别计算出CMa)，并将其存储于相应的数KM{i) = h{i)
Λ =^+^4
组中，然后依次对此数组中的CM⑴按前述步骤2至步骤5进行计算，即可以得到对应于下剪刃断面各断面点时上刀座的补偿值，并将这些补偿值按指定的内容和方式进行输出。 述牛马？ 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)
权利要求
1.一种冷轧飞剪上刀座的制备方法，其特征在于，该方法包括 步骤I:根据参数建立符合机械原理的相关参数方程，输入冷轧飞剪机构各组成零部件的相关参数连杆AB的长度、连杆BC的长度、机架OC长度、连杆AU的长度、连杆CK的长度以及曲柄OA的长度、夹角(^、Ctdk及a，按照给定的计算参数，分别得到各连杆长度及相应的角度值建立相应的坐标系mon和xoy ;其中0为坐标系原点，A为上刀架与曲柄相连的铰点，B为上刀架与下刀架相连的铰点，C为下刀架与固定支座连接的铰点，U为上剪刃一点，K为下剪刃最高点；(K为AB与AU之间的夹角，(^dk为BC与CK之间的夹角； 步骤2 :以下剪刃最高点K点为开始计算点，根据设计需要，给定剪刃宽度L方向上的等距分割长度；根据下剪刃的对称性，取一半剪刃宽度的情况进行分析； 步骤3 :求解轨迹方程，根据建立的坐标系mon和坐标系xoy，以曲柄的转角为0°时作为计算的起点，以5°的角度增量作为循环迭代的步长，保证上、下剪刃空间轨迹的求解能快速完成，以CK长度作为求解此时K点的空间轨迹的计算参数，求得上剪刃U点和此时下剪刃K点的空间轨迹，将曲柄转过的角度与对应的计算轨迹结果存储于指定的数组中；步骤4 :寻找角度区间，开始遍历步骤3中求得的空间轨迹数组，找到上、下剪刃轨迹交错的曲柄转过的角度区间[a，b]，根据轨迹特征，找到唯一满足要求的角度区间； 步骤5 :对应于下剪刃为K点时上刀座的剪刃侧隙补偿值求解，以上、下剪刃的X坐标的差值为计算目标函数，鉴于上、下剪刃的空间轨迹曲线的交错性，运用二分法求解得到满足要求的曲柄转过的角度； 步骤6:对应于下剪刃断面各断面M(i)点时上刀座的剪刃侧隙补偿值求解，按公式
2.如权利要求I所述的冷轧飞剪上刀座的制备方法，其特征在于，所述少骤 3 中利用公式
3.如权利要求2所述的冷乳飞剪上刀座的制备方法，其特征在于，所述步骤5具体包括 找到角度区间[a，b]后，令r_angle= (a+b)/2，将r_angle代入所述公式(1)-(4)中，分别求得上剪刃U点和下剪刃K点的轨迹，将上剪刃U点的X坐标与下剪刃K点的X坐标的Ax差值作为考查曲柄转角的目标函数，如果计算达到了公
4.如权利要求I所述的冷轧飞剪上刀座的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，满足条件
全文摘要
本发明公开了一种冷轧飞剪上刀座的制备方法，该方法包括步骤1根据参数建立符合机械原理的相关参数方程；步骤2以下剪刃最高点K点为开始计算点，根据设计需要，给定剪刃宽度L方向上的等距分割长度，并取一半剪刃宽度的情况进行分析；步骤3求解上剪刃U点和此时下剪刃K点的空间轨迹；步骤4寻找角度区间；步骤5对应于下剪刃为K点时上刀座的剪刃侧隙补偿值求解；步骤6对应于下剪刃断面各断面M(i)点时上刀座的剪刃侧隙补偿值求解。本发明通过空间方程解析方法，结合冷轧工艺要求，通过分析飞剪上下剪刃的运动特生，利用循环迭代的数值方法求解冷轧飞剪的剪刃侧隙，用以更加清晰的完成冷轧飞剪的设计。
文档编号B23D25/02GK102663165SQ201210072439
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者严国平, 孙光红, 朱志, 朱磊, 梁芳, 胡立华, 陈洁 申请人:中冶南方工程技术有限公司