飞剪是轧线上重要设备之一，主要用于轧件的切头、切尾、定尺剪切以及紧急情况下的碎断。宝钢条钢厂四连杆曲柄飞剪投产至今已连续使用二十多年，机组已呈明显劣化趋势，今后产品将向高强度、大规格方向发展，飞剪机组已成为制约生产能力的瓶颈，整个机组的改造势在必行。 本文以飞剪的设备改造为依托，机构运动学、热力学、测试理论、弹性力学、数值分析理论等为基础理论，综合分析了飞剪的结构特点及剪切特性，对飞剪的剪切力、机架强度以及刀片侧隙等内容开展了深入研究，明确了设备的薄弱环节，为进一步的能力评价和机组改造指明了方向。 本文首先简要分析了四连杆曲柄飞剪的工作原理及结构特点，为进一步的深入研究奠定了基础。 设计了合理的飞剪剪切力测试方法。在不影响飞剪正常工作的前提下，将飞剪刀片局部改造为简支梁结构，使原来的静不定问题转化为静定问题，实现了飞剪剪切力的现场实测。通过飞剪多工况条件下剪切力、剪切扭矩的现场实测，建立了剪切力的理论计算公式，完成了飞剪剪切能力的计算分析，得出了目前飞剪剪切能力已达到原设计极限、进一步扩大剪切能力必须对飞剪进行改造的结论。 飞剪机架不仅承受剪切力作用，而且还受到热应力的影响。本文采用Pro/ENGINEER软件，完成了飞剪机架的三维实体造型，通过与ANSYS软件的无缝导入建立了飞剪机架的有限元模型，实现了飞剪机架温度场与应力场的热-机耦合分析。通过有限元分析与实测相结合的方法，既克服了实测方法不能全面反映飞剪整体应力局限性，又校验并完善了有限元模型，进而得到了飞剪机架温度、应力和位移的真实状态，实现了飞剪机架的强度分析。 飞剪刀片侧隙直接影响剪切力和产品断面质量。本文根据飞剪刀片侧隙的理论与经验方法，建立了飞剪刀片侧隙与系统误差的数学模型，综合分析了系统误差对刀片侧隙的影响规律，为合理设定刀片侧隙，制定零件的加工、安装误差极限提供了依据。