起停式曲柄飛剪機(jī)的主要任務(wù)是將運(yùn)行著的軋件按照工藝要求定尺剪斷。隨著軋機(jī)軋制速度和生產(chǎn)能力的不斷提高，提高飛剪的速度和性能已成為研究熱點(diǎn)之一。飛剪機(jī)種類很多,根據(jù)其不同的剪切斷面和速度快慢，應(yīng)用于不同場合。目前較先進(jìn)的機(jī)型為起停式曲柄飛剪。飛剪一般處于靜止?fàn)顟B(tài)，剪切時，采用低慣量大扭矩直流電機(jī)，直接完成起動、剪切、制動等工藝過程。

起停式曲柄飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時要注意如下要求：

1兩剪刃運(yùn)動必須為一定軌跡的封閉曲線，剪切工程中要求剪刃運(yùn)動軌跡水平平滑，水平分速度呈勻速線形，并大于等于軋件的運(yùn)動速度。
2在剪刃剪切過程中出現(xiàn)最大應(yīng)力時，確保承受載荷的曲柄為安全。

圖1 飛剪機(jī)實(shí)物圖片

傳統(tǒng)的手工計(jì)算，先要做出機(jī)構(gòu)簡圖，套用力學(xué)公式及平面幾何的概念，求解結(jié)果，再根據(jù)結(jié)果描繪所需各種曲線。因計(jì)算工程中數(shù)值近似取整等問題，造成得出結(jié)果只能作為一個理論值，所以通常計(jì)算得出的結(jié)果安全系數(shù)要大于等于10（安全系數(shù)因企業(yè)設(shè)計(jì)要求不同，而不同），才能放心使用。同時因?yàn)閭鹘y(tǒng)算法，手算量大，易出現(xiàn)人為計(jì)算紕漏，最終造成設(shè)計(jì)誤差。

圖2 曲柄飛剪機(jī)構(gòu)示意圖

Autodesk公司的Autodesk Inventor Professional 11（以下簡稱AIP11）能在很好地解決設(shè)計(jì)尺寸結(jié)構(gòu)問題的同時，其內(nèi)嵌運(yùn)動仿真和有限元分析模塊，對上述問題提供了很好的解決方案，讓設(shè)計(jì)人員在一款CAD軟件中從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)到運(yùn)動分析，再到出具相關(guān)計(jì)算報告都能輕松完成。

如何在AIP11中進(jìn)行起停式曲柄飛剪機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)性能分析呢？
利用AIP11方便快捷的造型功能，根據(jù)需求，設(shè)計(jì)曲柄，飛剪機(jī)框架，剪刀⋯⋯對于常規(guī)機(jī)構(gòu)模型，使用AIP11中的拉伸、旋轉(zhuǎn)命令基本能夠完成。在“設(shè)計(jì)加速器”中輸入壓力角，螺旋角，中心距，變?yōu)橄禂?shù)求解（見圖3）。部件環(huán)境中對各零件按實(shí)際要求拼裝，以便日后生成工程圖中需要的明細(xì)表。校驗(yàn)設(shè)計(jì)尺寸，確保零部件在實(shí)際裝配位置上處于無干涉狀態(tài)，這些操作并不是一件難事。

圖3 使用設(shè)計(jì)加速器生成所需齒輪

現(xiàn)在把裝配完成的起停式曲柄飛剪另存，在此模型中改變其裝配關(guān)系，讓所有零件變成同一級裝配樹中，并進(jìn)行適當(dāng)結(jié)構(gòu)簡化，使之真正成為一個力學(xué)模型。（見圖4）

圖4 簡化的力學(xué)模型