【導(dǎo)讀】摘要為了通過(guò)田口方法對(duì)IHI擺式飛剪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，首先對(duì)擺式飛剪機(jī)的構(gòu)造進(jìn)行了解，削速度建立方程。通過(guò)此方法得出各個(gè)桿長(zhǎng)與之相對(duì)應(yīng)的擺角的函數(shù)關(guān)系。所得到的值以及建立的桿長(zhǎng)與擺角的關(guān)系函數(shù)，建立目標(biāo)函數(shù)，并導(dǎo)入至ADAMS軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。確定出上下剪切刃的最大以及最小速度。根據(jù)速度偏差最小值找出最優(yōu)的一組桿長(zhǎng)，再通過(guò)ADAMS軟件。模擬分析，確定速度的超前與滯后，從而得到對(duì)IHI擺式飛剪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的目的。從結(jié)構(gòu)上看，擺式飛剪機(jī)可以分為兩種：一種是IHI擺式飛剪又稱(chēng)上擺式，另一種是哈爾登擺式飛剪，又稱(chēng)下擺式，可簡(jiǎn)化為桿件機(jī)構(gòu)。勻速三種機(jī)構(gòu)，其中剪切機(jī)構(gòu)最為復(fù)雜，其控制與調(diào)整一般比較復(fù)雜［１］。在擺式飛剪的設(shè)計(jì)中，

　　

【正文】 12； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 8=faiθ 7； m=sqrt(r12^2+R^22*r12*R*cos(θ 12))； l=sqrt(m^2+r8^22*r8*m*cos(θ 8+OEH))； θ 9=2*piθ 8acos((r9^2+l^2r10^2)/(2*r9*l))acos((l^2+r8^2m^2)/(2*l*r8))； θ 9=θ 9*180/pi； R9_θ 9=[R9_θ 9； r9 θ 9]； End R9_θ 9 R10_θ 9=[]； for i=1:5 r9=996； r10=740+(i3)*； θ 5=faiθ 12； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 8=faiθ 7； m=sqrt(r12^2+R^22*r12*R*cos(θ 12))； l=sqrt(m^2+r8^22*r8*m*cos(θ 8+OEH))； θ 9=2*piθ 8acos((r9^2+l^2r10^2)/(2*r9*l))acos((l^2+r8^2m^2)/(2*l*r8))； θ 9=θ 9*180/pi； R10_θ 9=[R10_θ 9； r10 θ 9]； End R10_θ 9 則得出數(shù)據(jù)，并 通過(guò)建立了 minitab 建立的田口樣本空間表和 matlab 計(jì)算而得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理出算出的每組數(shù)據(jù)的結(jié)果后，將這些數(shù)據(jù)錄入至田口樣本空間表內(nèi)，形成一 個(gè)直交表，如表 5 1所示。 其中，令 A=r B=r C=r D=r E=r10。而 A1=、 A2=、 A3=69mm、 A4=、A5=； B1=、 B2=、 B3=947mm、 B4=、 B5=； C1=、 C2=、C3=311mm、 、 C5=； D1=、 D2=、 D3=996mm、 D4=、 D5=；基于田口設(shè)計(jì) IHI 擺式飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 24 E1=、 E2=、 E3=943mm、 E4=、 E5=。從而再根據(jù)每一組數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，再通過(guò) ADAMS軟件進(jìn)行剪切機(jī)動(dòng)態(tài)模擬，并得出剪切速度速度的變化情況。根據(jù)每一組數(shù)據(jù)計(jì)算出各值所對(duì)應(yīng)的擺角（θ）值。 表 5 1 田口直交表 在設(shè)立了田口正交表之后，再建立影響因素及水平表（如表 5 3）和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表（如表 5 4至 5 8）。而實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)果也基本都是將 matlab軟件計(jì)算出來(lái)的結(jié)果以及 minitab軟件建立的田 口正交表導(dǎo)入至 ADAMS軟件中進(jìn)行模擬運(yùn)算出得出的結(jié)果。其中在 ADAMS軟件中建立關(guān)于此機(jī)構(gòu)的函數(shù)關(guān)系以及其速度公式，分別為： 目標(biāo)函數(shù)： g=G（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15 θ， ?） fj(r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０（ j=1， 2。， m） min/max g=G(r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?） ， . f1（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０， f2（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０， ?? fj（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０ 速度公式： g=G()/ 通過(guò)上面步驟可以得出每組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的上、下剪切刀的最大速度以及最小速度分別為多少，然后列出以下表格。如表 5 2所示 20xx 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 25 表 5 2 上下刀剪切速度 速度 偏差公式 ： )log (1022iiDi sDNS ??? 1)(,1 1221 ???? ?? ?? nDDsDnnj iijinj iji )log (1022iiPi sPNS ??? 1)(,1 1221 ???????? nPPsPnPnj iijinj iji 根據(jù)表 5 2所得出的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出 r r r r r10的每個(gè)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的剪切刃最大速度和最小速度的的平均 。然后在列出個(gè)干所對(duì)應(yīng)的桿長(zhǎng)與剪切速度，并通過(guò)速度變化率公式分別加算出上下剪切刃的 η 值，最后將算出的速度以及 η 值列入表格內(nèi)，由表 5 4至 5 8所示。然后通過(guò)表格中 η 的最小值所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)找出所對(duì)應(yīng)的桿長(zhǎng)值，即為最優(yōu)值。這樣就達(dá)到了通過(guò)田口方法來(lái)對(duì) IHI擺式飛剪機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的。而得出的桿長(zhǎng)值即為最優(yōu)組。 表 5 3 桿長(zhǎng)因素即水平表 基于田口設(shè)計(jì) IHI 擺式飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 26 表 5 4 r5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及η 表 5 5 r6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及η 表 5 6 r7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及η 表 5 7 r9的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及η 20xx 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 27 表 5 8 r10的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及η 6 結(jié)論 根據(jù)以上過(guò)程得出的結(jié)論和分析為： １） 分析推導(dǎo)了 IHI擺式飛剪剪切機(jī)構(gòu)的幾何位置解析公式，有助于機(jī)構(gòu)的幾何特性和運(yùn)動(dòng)特性分 析 。 ２） 通過(guò) matlab軟件 計(jì)算出了各桿件所對(duì)應(yīng)的 5*5組的 擺角值 。 ３） 根據(jù)對(duì)剪切本體的四桿機(jī)構(gòu) OEDEO和五桿機(jī)構(gòu) OEFGHO 曲柄的存在條件和傳動(dòng)角條件作為約束條件［ 8］，利用 ADAMS軟件對(duì)飛剪剪切機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) ，并將田口正交表以及計(jì)算出的桿長(zhǎng)和擺角的數(shù)據(jù)錄入 ADAMS軟件中進(jìn)行模擬分析出各對(duì)應(yīng)的上下剪切刃剪切時(shí)的最大值和最小值。 從而得出的最優(yōu)的桿長(zhǎng)分別為： r5＝ 69mm， r6＝ 947mm， r7＝ 311mm， r8＝ 510mm， r9＝ 996mm， r10＝ 743mm， r11＝ 1120mm， r12＝ 48mm， ∠COH ＝ φ＝ 158176。 ， ∠FED ＝ ?＝ 171176。 。 優(yōu)化后上剪刃的水平方向最大剪切速度為 1810mm/s，相對(duì)鋼板水平移動(dòng)速度超前 ％（原設(shè)計(jì)超前 ％），最小剪切速度為1773mm/s，相對(duì)鋼板水平移動(dòng)速度滯后 ％（原設(shè)計(jì)滯后 ％） 。 上剪刃水平方向平均剪切速度為 1791mm/s，相對(duì)鋼板水平移動(dòng)速度超前 ％（ 原設(shè)計(jì)滯后 ％），改進(jìn)后更加符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)有利于軋制工藝 。 基于田口設(shè)計(jì) IHI 擺式飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 28 7 致謝語(yǔ) 首先，需要感謝的是我的指導(dǎo)老師，在百忙之中能抽空給我講解有關(guān)于論文中所要用到的知識(shí)，并對(duì)我的論文進(jìn)行指導(dǎo)。其次是我的同學(xué)們，在他們的幫助下，我的論文也才能夠順利的完成。最后，也要感謝學(xué)校的任課老師們，正因?yàn)橛辛四銈兊慕虒?dǎo)和幫助，我才能夠知道如何去運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)去做好自己的畢業(yè)論文。同時(shí)，我也要感謝評(píng)審老師給予我的論文指導(dǎo)，正是老師們認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，幫助我完善 畢業(yè)論文 并提高了我的專(zhuān)業(yè)理論水平，在這里，我要向他們表示深深的謝意。另外，我還要感謝在完成論文過(guò)程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友，也特別感謝 對(duì)我的啟迪。 總之，我在論文過(guò)程中得到很多幫助，感謝所有幫助過(guò)我的人。 時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。離校日期已日趨漸進(jìn)，畢業(yè)論文的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開(kāi)老師、 同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！你們孜孜不倦的教誨！ 20xx 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 29 參考文獻(xiàn) [1] 冶金工業(yè)部有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院 .板帶車(chē)間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) [M].北京 :冶金工業(yè)出版社，1988。 [1]Research Institute of metallurgy industry， nonferrous metal processing。 Strip workshop design mechanical equipment [M]。 Beijing: Metallurgical Industry Press， 1988. 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