热轧钢棒曲柄飞剪是线棒钢材热连轧生产线的关键设备,在其实际生产过程中常发生剪切长度不准确、剪后头部镦粗和弯曲、以及剪后头部局部塑性变形三个剪切精度问题,对线棒钢材的质量、成材率以及轧件在下游轧机机架的咬入造成不良影响。针对曲柄飞剪剪切长度不准确、剪后头部镦粗和弯曲这两个剪切精度问题,在分析其结构原理的基础上,采用复数矢量法建立了曲柄飞剪剪切热轧钢棒的运动学解析模型,编制该模型的运算程序对运动过程进行了预测,并通过Creo/Mechanism软件仿真验证了该运动学模型的正确性,可用于计算曲柄飞剪的工艺参数,以消除因运动协调问题而造成的剪切长度不准确及剪后头部镦粗与弯曲。针对剪后头部局部塑性变形过大会影响下游轧机机架咬入的技术难题,提出了以剪切机构切入摆角为优化目标、基于Matlab Fmincon函数的优化方法,并对某曲柄飞剪进行优化,优化后可使切入摆角降低到1°以下,能够有效消除因切入摆角而引起的局部塑性变形。而后,基于刚粘塑性力学基本方程分析了剪刃宽度、刀尖角和刀片间隙三个剪切刀片参数与热轧钢棒剪切后头部局部塑性变形规律,并以塌肩深度、切入深度和最大剪切力作为剪后头部塑性变形的评估指标。采用有限元软件Deform-3D,结合曲柄飞剪运动学模型,创建了DIN C45热轧钢棒剪切过程的有限元模型,通过仿真试验分析了多种刀片参数组合与塌肩深度、切入深度、最大剪切力值之间的关系,确定了刀片优化参数。采用该优化参数能够改善热轧钢棒切头后的头部局部塑性变形,可使头局部塑性变形指标(切入深度)降低约40%。通过对热轧钢棒曲柄飞剪剪切精度的研究,建立了曲柄飞剪的完整运动学模型、剪切机构切入摆角的优化方法,确定了剪切刀片参数优化值,为提高曲柄飞剪剪切精度提供了研究思路、理论方法与优化依据。