冰刀。冰刀是冰上运动鞋下面的块刀片，它是冰上运动的基础。如图图冰刀外形示意图和所示，冰刀的刀刃线般是由几段半径米很大的圆弧线组成，刀刃般厚毫米。到了世纪，溜冰逐渐发展成为种运动项目。冰刀是冰上运动的基础。今天，运动员和滑冰运动爱好者取得了越来越好的成绩冰刀的质量是个决定性的因素。然而，冰刀使用段时间后，其刃口会变钝，这时需要对其重新研磨，使其恢复原来的形状。因此冰刀的正确研磨对于保障冰刀的滑行质量和提高运动员的运动成绩起着至关重要的作用。冰刀的研磨分为手工研磨和数控研磨。从研磨质量上说，数控研磨的加工质图两段圆弧的冰刀刀刃线量要比手工研磨的要高得多。目前，国外已经有商品化的数控冰刀研磨机，而国内目前在冰刀研磨机领域的研究和开发则比较落后，只有少数厂家能生产简易磨刀架和磨刀机。产品技术含量低，自动化程度不高，冰刀的研磨质量完全取决于操作者的熟练程度，严重影响冰刀研磨的效率和质量，商品化的手工冰刀研磨机则尚属空白，更谈不上全自动的数控冰刀研磨机了，这对我国冰上运动的发展是个极大的制约。因此，开发具有自主知识产权的国产数控冰刀研磨机势在必行。本文目的是解决我国冰刀研磨行业的共性技术问题，开发具有自主知识产权的数控冰刀研磨机，使冰刀由手工研磨过渡到全自动研磨，在冰刀研磨技术上产生质的飞跃，提高冰刀研磨的质量和效率，促进滑冰运动的体育器材技术升级，提升我国滑冰运动员的运动成绩。本文的开展，对提高我国滑冰运动训练科学化水平和综合实力，促进我国体育器材新产品的开发及科技成果的转化，营造体育科技产业化诸兴华磨削原理北京机械工业出版社，李伯民赵波现代磨削技术北京机械工业出版社，陈晓华，邸阳多功能水平定位便携式冰刀刃磨机的研制及应用冰雪运动，王德泉，陈艳，魏仁选等可重用面向对象数控系统及其开发环境研究，华中理，湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题目冰刀研磨机设计专业机械设计制造及其自动化学号姓名指导教师完成日期年月日目录摘要绪论研究的背景目的和现实意义冰刀研磨技术概述国内外研究状况主要内容冰刀研磨机总体结构冰刀研磨机的主要指标冰刀研磨机的基本要求冰刀研磨机总体布局主要部件的设计和选择磨削力的计算冰刀的裝夹技术本章小结冰刀研磨的数控加工工艺数控研磨的特点影响冰刀研磨质量的因素磨料的选择砂轮的结构冰刀与砂轮位置关系砂轮的修整本章小结冰刀研磨机控制系统方案系统的硬件结构研磨的运动控制分析砂轮恒线速度的控制本章小结冰刀研磨机机械结构的几何建模软件简介冰刀研磨机机械结构实体建模过程本章小结总结与展望参考文献冰刀研磨机设计摘要冰上运动的发展对冰刀质量提出了更高的要求，可是冰刀的手工研磨自动化程度低，研磨质量和效率难以得到保证。在国内，本文首次将数控方法应用到冰刀研磨当中去。冰刀的数控研磨需满足设备便携工艺简单控制精确研磨精度高等方面的要求。本文结合国家体育总局冬奥会攻关项目便携式数控冰刀测量与研磨机的研制，围绕上述要求进行了系统的深入研究，具体内容如下首先，冰刀数控研磨机的便携性主要体现在其设备本身的质量和体积上。本文针对影响冰刀研磨设备便携性的因素，提出了两点实现设备便携性的方法。确定了冰刀研磨机的总体布局和关键元部件的选取，冰刀采取立式，工作台采取卧式，尽量缩小设备的尺寸。机通过打印机接口直接连接冰刀研磨设备，实现机直接数控，从而去掉了传统数控设备中的工控机，以满足冰刀研磨机便携性的要求。其次，本文分析了影响冰刀加工质量的因素。结合这些因素，制定了冰刀研磨的加工工艺。冰刀采取粗磨精磨抛光磨三级研磨，控制系统根据研磨总量自动生成研磨工艺。研究设计了冰刀研磨的专用砂轮，同时根据砂轮的磨损机理，提出了砂轮修整方法。最后，在基于华中开放数控平台的基础上，开发了冰刀研磨的系统控制软件。设计了冰刀磨砂轮的特殊运动方式采用模拟量单元的数据及信号处理环节，用变频器来实现对砂轮主轴电机的控制从而保证砂轮以恒定的线速度进行研磨加工。将面向对象编程技术应用到冰刀的数控编程中，使数控编程变得简单易懂。系统软件提供了友好的人机界面，使人机交互变得容易，更适合于运动员操作使用，同时，系统还提供了加工在线仿真功能，使研磨加工过程变得形象而具体。关键词冰刀数控研磨机便携式砂轮修整面向对象编程的易于理解和操作的实体造型系统并完全执行设计工程师的意图。专业设计人员完全可以利用参变数技术，完成几乎任何机械零件或装配件的造型，并且可以把特征保存在特征库内供以后使用。先进的基于特征的造型技术采用特征造型技术。这技术记录了设计的全部过程，工程师可以在特征管理器中浏览修改特征，甚至改变特征的次序。这就使设计人员在发现设计有误时，修改极为方便。只需重新编辑特征，系统将按照最新的修改重新计算零件，实际上，这技术也是变量表和零件族技术的基础。装配设计的装配采用树状的管理方式。个装配件内可以包含多个子装配件和零件，层次清楚并易于管理。从装配的方式来说，它同时支持自顶向下的和自底向上的装配技术。用户可以使用邻近零件的几何图形，以确保装配的准确性，保证了新零件的造型可以在装配部件内进行。包含个独特的爆炸环境，可以在保留装配结构和零件关系的同时，使系统按预先设定的方向自动爆炸装配件同时也可以由用户手动操作，按照自定义的方式设定各种装配方向和距离。在处理大规模装配时独具匠心，采用了系列技术对维用户维的生产力对于设计工程师来说，将二维图纸转化为基于实体的三维设计，是理想的解决方案。运用完全集成的和设计功能，架起了条通往实体造型设计技术的安全桥梁，提供了个简单的方法，借助已有的图形数据生成实体模型。在制图模块中，打开或文件获得零件的表达，然后运用简单的拷贝和粘贴操作，放置几何图形作为特征轮廓用于实体造型。将图形用扫掠，拉伸或旋转的方法生成实体。没有比这种工作过程更简单或更快的方法将图纸转化到全实体造型中去。直观而简单的界面加之低廉的价格和能力，使其成为从平稳转化为设计的理想造型工具。并行设计帮助工程师们应用业已建立的精确的装配设计方法。就像传统的图纸设计，二维装配草图用来作为项目设计的起始。在三维空间布置的装配方案提供了自上而下的设计架构，指导和加速了零件以及部件的设计。详细设计工程师能直接参考零件轮廓，接触面或装配草建立了零部件的实体模型，并在此环境下完成冰刀研磨机械结构的虚拟装配和装配分析，成功建立了冰刀研磨机的虚拟样机，为进步在软件中进行运动仿真和动力学分析，节省了建模时间。结论与展望本文在分析了国内外冰刀研磨机的研究现状基础上，利用虚拟样机技术完成数控冰刀研磨机的机械机构设计，并对其进行运动仿真及砂轮主轴轴承系统刚性的动力学分析。研究了冰刀研磨机的主要技术指标在深入分析冰刀研磨运动的特点及研磨过程中对各个运动的不同要求的基础上，规划出冰刀研磨机机械结构的总体布局并对主要部件进行了设计和选则，包括进给轴的行程和尺寸丝杠的选取和砂轮架的设计计算了磨削力的大小最后确定出研磨机的整体尺寸为长，宽，高。利用软件建立了零部件的实体模型，并在此环境下完成冰刀研磨机机械结构的虚拟装配和装配分析，成功建立了冰刀研磨机的虚拟样机，为进步在软件中进行运动仿真和动力学分析，节省了建模时间。将建立好的模型导入到机械系统动力学自动分析中，添加约束和载荷，最终建立完整的冰刀研磨机虚拟样机模型。重点对所建立的样机模型进行运动仿真和砂轮主轴轴承系统的动力学分析。在没有制造真实样机的情况下，动态显示冰刀研磨机的全部作业工况，校验丝杠有效螺纹长度设计的合理性，同时得出轴丝杠在不同时刻的转速及调速范围，以确定带动轴丝杠旋转的伺服电机的最大转速。通过对主轴前端挠度的测量，验证主轴轴承系统的刚性。参考文献李斌李曦数控技术武汉华中科技大学出版社纪名刚机械设计北京高等教育出版社冯勇，霍勇进现代计算机数控系统北京机械工业出版社，惠延波数控编程的作用与目的机械工业出版社，王石安冰雪运动北京人民体育出版社，向华，王小江便携式数控冰刀研磨机的研制中国制造业信息化，陆剑中孙家宁金属切削原理与刀具，北京机械工业出版社吴南星，孙庆鸿机械系统动态仿真技术研究制造业自动化，周泽华等金属切削原理上海上海科学技术出版社，左宏志金属研磨平板消除冰刀卷刃的实验研究体育学，王平江曲面测量建模及数控加工集成技术研究武汉华中理工大学，王明祖对短道速滑刀弧度的分析冰雪运动孙恭寿，汤锡铨磨床精化与改造北京机械工业出版设，张俊生，徐焕铭，谢渭芳等金属切削机床与数控机床北京