專利名稱：一種冷軋飛剪上刀座的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(bǔ)償?shù)闹苽浞椒ā?br> 背景技術(shù)：
冷軋飛剪是冷軋生產(chǎn)線上重要的設(shè)備之一，布置在夾送輥后，用于對帶鋼的頭尾進(jìn)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(chǎn)效率和產(chǎn)品切ロ質(zhì)量。隨著連續(xù)式軋機(jī)的發(fā)展，飛剪得到了越來越廣泛的應(yīng)用。飛剪系統(tǒng)中，上刀座通過連接鉸點(diǎn)繞曲柄中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，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(diǎn)做一定幅度的擺動，其軌跡為一個圓周運(yùn)動的一部分。通過上、下剪刃在某一區(qū)間內(nèi)的重合達(dá)到剪斷帶鋼的目的。在上、下剪刃進(jìn)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(rèn)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(jī)構(gòu)，受此機(jī)構(gòu)自身特點(diǎn)等的影響，上剪刃5與下剪刃12的水平速度在剪切區(qū)內(nèi)很難達(dá)到完全一致。另外，由于兩者空間軌跡的區(qū)別，導(dǎo)致上剪刃5與下剪刃12在剪切區(qū)間內(nèi)盡管轉(zhuǎn)動的時間區(qū)間相同，但二者的水平方向空間坐標(biāo)并不相同。即在剪切區(qū)間內(nèi)，上剪刃5與下剪刃12在剪切位置時對應(yīng)點(diǎn)并不相互完全貼合，而是存在一定的側(cè)隙。由于冷軋帶鋼厚度較薄，如果上、下剪刃側(cè)隙較大(如圖2中圓圈部分)，則飛剪就會產(chǎn)生不理想的剪切效果。因而，設(shè)計過程中需要對剪刃側(cè)隙的補(bǔ)償進(jìn)行適當(dāng)考慮，以保證上剪刃5與下剪刃12相互對應(yīng)點(diǎn)的側(cè)隙達(dá)到帶鋼剪切要求，從而使飛剪整體性能達(dá)到理想的剪切效果。在冷軋生產(chǎn)エ藝中，對帶鋼剪切后的表面及斷面質(zhì)量要求相當(dāng)高，如果剪刃側(cè)隙不合理，就直接影響板帶的剪后質(zhì)量。在現(xiàn)有的工程設(shè)計及相關(guān)文獻(xiàn)中，一般僅對飛剪機(jī)構(gòu)的剪刃運(yùn)行軌跡、X及I方向的速度和加速度進(jìn)行計算，得到ー些剪刃的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并在現(xiàn)在設(shè)計參考及經(jīng)驗的前提下完成飛剪的設(shè)計，而對于上刀座加工外形對剪刃的補(bǔ)償設(shè)計則沒有考慮，僅根據(jù)相關(guān)資料進(jìn)行套用，沒有根據(jù)剪刃長度、寬度及帶鋼規(guī)格的變化對剪刃側(cè)隙補(bǔ)償?shù)囊蟛煌M(jìn)行有區(qū)別的設(shè)計。這對于冷軋飛剪的設(shè)計及其控制系統(tǒng)的開發(fā)都是相當(dāng)不利的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)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(bǔ)償?shù)纳系蹲苽浞椒?。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種冷軋飛剪上刀座的剪刃側(cè)隙補(bǔ)償?shù)闹苽浞椒?，其特征在于，該方法包括步驟I :根據(jù)參數(shù)建立符合機(jī)械原理的相關(guān)參數(shù)方程，輸入冷軋飛剪機(jī)構(gòu)各組成零部件的相關(guān)參數(shù)連桿AU的長度、連桿BC的長度、機(jī)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(shù)，分別得到各連桿長度及相應(yīng)的角度值，建立相應(yīng)的坐標(biāo)系mon和xoy ;其中O為坐標(biāo)系原點(diǎn)，A為上刀架與曲柄相連的鉸點(diǎn)，B為上刀架與下刀架相連的鉸點(diǎn)，C為下刀架與固定支座連接的鉸點(diǎn)，U為上剪刃一點(diǎn)，K為下剪刃最高點(diǎn)；(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(diǎn)K點(diǎn)為開始計算點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計需要，給定剪刃寬度L方向上的等距分割長度，根據(jù)下剪刃的対稱性，取一半剪刃寬度的情況進(jìn)行分析；步驟3 :求解軌跡方程，根據(jù)建立的坐標(biāo)系mon和坐標(biāo)系xoy，以曲柄的轉(zhuǎn)角為0°時作為計算的起點(diǎn)，以5°的角度増量作為循環(huán)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(diǎn)的空間軌跡的計算參數(shù)，求得上剪刃U點(diǎn)和此時下剪刃K點(diǎn)的空間軌跡，將曲柄轉(zhuǎn)過的角度與對應(yīng)的計算軌跡結(jié)果存儲于指定的數(shù)組中； 步驟4 :尋找角度區(qū)間，開始遍歷步驟3中求得的空間軌跡數(shù)組，找到上、下剪刃軌跡交錯的曲柄轉(zhuǎn)過的角度區(qū)間[a，b]，根據(jù)軌跡特征，找到唯一滿足要求的角度區(qū)間；步驟5 :對應(yīng)于下剪刃為K點(diǎn)時上刀座的剪刃側(cè)隙補(bǔ)償值求解，以上、下剪刃的X坐標(biāo)的差值為計算目標(biāo)函數(shù)，鑒于上、下剪刃的空間軌跡曲線的交錯性，運(yùn)用二分法求解得到滿足要求的曲柄轉(zhuǎn)過的角度；步驟6:對應(yīng)于下剪刃斷面各斷面M(i)點(diǎn)時上刀座的剪刃側(cè)隙
L - num. AL
補(bǔ)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(yīng)的數(shù)KM{i) = h{i)
Λ =^+^4
組中，然后依次對此數(shù)組中的CM⑴按前述步驟2至步驟5進(jìn)行計算，即可以得到對應(yīng)于下剪刃斷面各斷面點(diǎn)時上刀座的補(bǔ)償值，并將這些補(bǔ)償值按指定的內(nèi)容和方式進(jìn)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(quán)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(jù)參數(shù)建立符合機(jī)械原理的相關(guān)參數(shù)方程，輸入冷軋飛剪機(jī)構(gòu)各組成零部件的相關(guān)參數(shù)連桿AB的長度、連桿BC的長度、機(jī)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(shù)，分別得到各連桿長度及相應(yīng)的角度值建立相應(yīng)的坐標(biāo)系mon和xoy ;其中0為坐標(biāo)系原點(diǎn)，A為上刀架與曲柄相連的鉸點(diǎn)，B為上刀架與下刀架相連的鉸點(diǎn)，C為下刀架與固定支座連接的鉸點(diǎn)，U為上剪刃一點(diǎn)，K為下剪刃最高點(diǎn)；(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(diǎn)K點(diǎn)為開始計算點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計需要，給定剪刃寬度L方向上的等距分割長度；根據(jù)下剪刃的對稱性，取一半剪刃寬度的情況進(jìn)行分析； 步驟3 :求解軌跡方程，根據(jù)建立的坐標(biāo)系mon和坐標(biāo)系xoy，以曲柄的轉(zhuǎn)角為0°時作為計算的起點(diǎn)，以5°的角度增量作為循環(huán)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(diǎn)的空間軌跡的計算參數(shù)，求得上剪刃U點(diǎn)和此時下剪刃K點(diǎn)的空間軌跡，將曲柄轉(zhuǎn)過的角度與對應(yīng)的計算軌跡結(jié)果存儲于指定的數(shù)組中；步驟4 :尋找角度區(qū)間，開始遍歷步驟3中求得的空間軌跡數(shù)組，找到上、下剪刃軌跡交錯的曲柄轉(zhuǎn)過的角度區(qū)間[a，b]，根據(jù)軌跡特征，找到唯一滿足要求的角度區(qū)間； 步驟5 :對應(yīng)于下剪刃為K點(diǎn)時上刀座的剪刃側(cè)隙補(bǔ)償值求解，以上、下剪刃的X坐標(biāo)的差值為計算目標(biāo)函數(shù)，鑒于上、下剪刃的空間軌跡曲線的交錯性，運(yùn)用二分法求解得到滿足要求的曲柄轉(zhuǎn)過的角度； 步驟6:對應(yīng)于下剪刃斷面各斷面M(i)點(diǎn)時上刀座的剪刃側(cè)隙補(bǔ)償值求解，按公式
2.如權(quán)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(quán)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(qū)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(diǎn)和下剪刃K點(diǎn)的軌跡，將上剪刃U點(diǎn)的X坐標(biāo)與下剪刃K點(diǎn)的X坐標(biāo)的Ax差值作為考查曲柄轉(zhuǎn)角的目標(biāo)函數(shù)，如果計算達(dá)到了公
4.如權(quán)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(fā)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(jù)參數(shù)建立符合機(jī)械原理的相關(guān)參數(shù)方程；步驟2以下剪刃最高點(diǎn)K點(diǎn)為開始計算點(diǎn)，根據(jù)設(shè)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(jìn)行分析；步驟3求解上剪刃U點(diǎn)和此時下剪刃K點(diǎn)的空間軌跡；步驟4尋找角度區(qū)間；步驟5對應(yīng)于下剪刃為K點(diǎn)時上刀座的剪刃側(cè)隙補(bǔ)償值求解；步驟6對應(yīng)于下剪刃斷面各斷面M(i)點(diǎn)時上刀座的剪刃側(cè)隙補(bǔ)償值求解。本發(fā)明通過空間方程解析方法，結(jié)合冷軋工藝要求，通過分析飛剪上下剪刃的運(yùn)動特生，利用循環(huán)迭代的數(shù)值方法求解冷軋飛剪的剪刃側(cè)隙，用以更加清晰的完成冷軋飛剪的設(shè)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(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者嚴(yán)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(shù)有限公司