飞剪机是一种冶金重型机械设备,用来剪切运动着的轧件。飞剪机通常安装在钢坯连轧机、钢板连轧机、型钢和线材连轧机等轧制线上,用来剪切轧件头部、尾部或将轧件剪切成定尺长度,其性能的优劣直接影响轧钢车间的生产率、成才率及定尺合格率。近年来,随着轧制技术的发展,轧制品种的多样化,从低速大断面轧制到高速小断面切分轧制,对飞剪机的匹配度要求越来越高,传统结构的飞剪机已经不能与轧制生产线匹配,这大大影响了钢材的生产率。在实际生产过程中,经常需要一台飞剪既能剪低速大断面的轧件,又能剪高速小断面的轧件,组合式飞剪就具有这种特点。组合式飞剪将上述两种飞剪的性能有机地结合在一起,两种飞剪的优点兼而有之。它的特点在于其剪切机构既可按曲柄方式工作,也可按回转方式工作,具有工作可靠、剪切精度高、结构简单等优点。本文以某钢厂精轧机后的组合式飞剪机为研究对象,详细的研究了飞剪机的构造,分析了其工作原理、机械设计要点,分析各参数对设备性能的影响,利用三维软件CATIA对组合式飞剪机进行三维实体建模,确定飞剪机电机的工作制和剪刃运动轨迹,并建立剪切区域数学模型,利用ADAMAS软件对剪切机构进行运动学仿真,求得启动时间to,根据定尺长度调整公式L=voto±L1,确定飞剪机的最大定尺范围,根据工艺要求对飞剪机能否剪切定尺长(400-600mm)的棒材的可行性进行分析,确定飞剪机的定尺剪切范围。最后选取对其剪切动态特性影响最大的主要部件曲轴进行安全特性检验。曲轴的失效不但会使系统无法正常工作,还可能引起生产线上的事故。据统计,百分之七十的曲轴失效是由于弯曲疲劳所导致的。本文根据飞剪机工作情况,计算出最大剪切阻力,考虑到剪切过程中轧件对刀具的冲击,从避免共振的角度分析了飞剪机重要部件曲轴,在静力学分析的基础上对其进行模态分析,得到位移云图、应力分布云图、固有频率和振型,确定其易受影响的频率范围,利用结构参数优化方法,优化其运动学参数,使其满足工作要求,避免共振,并对关键部件进行了结构改进研究。研究结果表明,本台飞剪机能够在剪切棒材头部和尾部的同时,还能剪切定尺长度的棒材,这将大大提高了设备的利用率,减少不必要的设备引进,节省了大量的支出,同时在同一条生产线上节省了设备占用的空间。该飞剪结构参数满足实际生产要求,该建模方法和仿真结果对于深入分析剪切过程、进行参数优化以及设计同类飞剪具有参考价值。