传统板线材轧制中多为间歇性轧制,其坯料长度有限,轧制的成品尺寸固定且长度较短,间歇性轧制过程中易产生波动,导致产品精度不高,合格率较低,且轧制过程中对轧机多频次产生冲击,降低了设备的使用寿命。坯料不间断轧制可以通过中间坯固态连接技术实现,该技术可以实现前后坯料在运动过程中的快速连接,使常规轧制变成无头轧制,极大降低轧制过程中对轧机的冲击,提高设备的使用寿命和产品精度。本文设计了一种中间坯固态连接装置,首先,通过分析曲柄连杆机构与摆杆机构,设计了一种中间坯固态连接机构,由经验以及多次试算得出该机构各杆件的初步尺寸与位置关系。通过建立该机构目标函数和约束条件,使用MATLAB对机构结构进行了优化设计。其次,在结构优化的基础上,设计了中间坯固态连接装置,通过装置运动特性分析,验证了中间坯固态连接机构结构优化的合理性。设计了一种可以连接不同厚度中间坯的上模架连杆高度调节装置,通过缩减上模架连杆长度,实现装置连接不同厚度的中间坯,有利于轧制工艺的实现。利用ABAQUS有限元软件模拟中间坯固态连接过程,模拟模具在不同压下量的中间坯固态连接,结果表明中间坯固态连接顺利完成,且在压下量为125%时连接效果最好。计算校核该装置中的主要零部件,并通过Solid Works创建中间坯固态连接装置的实体模型。对该装置进行模态分析,已知装置运转固有频率约为1.6Hz,发现一阶模态时,EF连杆绕Z轴转动幅度较大且一端与DE摆杆分离,振动频率为4.0441 Hz。为了避免低频率下出现影响装置整体结构强度的情况,同时考虑共振频率与运转固有频率相差越大,装置受外部激励影响越小,决定对EF连杆结构进行改进设计,得到EF连杆两侧分别增厚2.5mm时装置前6阶的模态频率集中在8.565～83.282Hz。装置的振动方式主要为弯曲、转动等,改进后装置的一阶模态频率相比改进前提高很多,第一阶频率为8.565Hz,是装置工作频率的5倍多,由此可推断装置在工作中不会发生共振。因此EF连杆的结构改进后提高低频率下装置的整体强度,提高了装置整体的稳定性。