基于田口设计IHI摆式飞剪结构优化.doc

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毕业设计（论文）
论文题目 基于田口设计IHI摆式飞剪机结构优化
专 业 机械设计制造及其自动化
年 级 2010级机械二班
学生学号
学生姓名
指导老师
完成时间 2014-05-10
目录
目录 0
1引言 0
1
2
翁格尔飞剪 3
桥式飞剪 3
2 IHI摆式飞剪工作原理 4
4
剪切机构 5
空切机构 6
同步机构 6
3 IHI 剪切机构运动学模型 7
同步机构分析 7
机构位置分析 7
机构角速度分析 8
飞剪本体分析 9
机构位置分析 9
上、下剪刃位置 10
机构速度分析 12
4 IHI 摆式飞剪剪切机构目标函数及约束函数的建立 13
剪刃水平分速度的优化 13
剪切平面优化 13
主要约束条件的建立 14
15
5 基于田口法的结构分析 16
田口方法 16
16
16
实验步骤 17
建立田口直交表 17
6结论 26
7致谢语 26
参考文献 28
基于田口设计IHI摆式飞剪机结构优化
机械工程学院 机械设计制造及其自动化专业2010级
摘要 为了通过田口方法对IHI摆式飞剪机的结构进行优化，首先对摆式飞剪机的构造进行了解，运用复数函数方程的方法对摆式飞剪机的构件建立初始位置的方程，以及对上下剪切刃的位置、切削速度建立方程。通过此方法得出各个杆长与之相对应的摆角的函数关系。通过对飞剪机在剪切时上下剪切刃的运动轨迹，推导出五组变化的杆长以及与之相对应的摆角，通过minitab软件建立在不同杆长下的直交样本空间表，并借组matlab软件计算在以上杆长下所对应的摆角值，随后通过所得到的值以及建立的杆长与摆角的关系函数，建立目标函数，并导入至ADAMS软件进行动态模拟。确定出上下剪切刃的最大以及最小速度。通过对每一组杆长对应的速度，取其平均值。再通过田口方法的目标偏差公式求出速度偏差。根据速度偏差最小值找出最优的一组杆长，再通过ADAMS软件模拟分析，确定速度的超前与滞后，从而得到对IHI摆式飞剪机的结构进行优化的目的。
关键词 飞剪机构 ADAMS 矢量法 田口方法 minitab
1引言
飞剪机是用在连续轧机的轧制线上来剪断横向运动轧件的设备，主要运用于连续镀锌机组、横向剪切机组等机组上。从结构上看，摆式飞剪机可以分为两种：一种是IHI摆式飞剪又称上摆式，另一种是哈尔登摆式飞剪，又称下摆式，可简化为杆件机构。而上摆式飞剪又分为剪切、空切以及匀速三种机构，其中剪切机构最为复杂，其控制与调整一般比较复杂［１］。在摆式飞剪的设计中，必须满足以下几个基本要求：
１）剪切刃不仅能够同时完成移动和剪切两个动作外，而且为了避免出现“堆钢”和“拉钢”情况，故轧件运动的方向上其瞬时速度必须与轧件的移动速度的比值应相等或者大于２％至３％左右，［２］。
2. 上、下剪刃有一定的开口度、重合度，以保证轧件能正常切断。
3. 在上、下剪刃剪切过程中，刀刃应尽可能与轧件垂直，以保证轧件的剪切质量。
针