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（答辩稿）冰刀研磨机设计（CAD图纸+DOC论文）

冰刀研磨机设计摘要是滑擦耕犁或切削状态下磨粒所受法向磨削力都大于切向磨削力。图.磨粒上的作用力根据图.，在−截面内作用在磨粒上的切削力可按下式求得式中，单位磨削力接触面积磨粒半顶锥角切削力方向与方向的夹角。分布如图.中虚线范围所示，设图中磨粒是具有定锥角的圆锥，中心线指向砂轮的半径，且圆锥母线长度为，则接触面积将式代入得因为将式.代入.则得因此，可求得作用于整个磨粒上的磨削力如下于是可得到磨削力的计算式，为动态有效磨刃数，为砂轮表面上的单位长度静态有效刃数，为砂轮与工件的接触弧长度，为磨削宽度当时，将，代入式中，可得，当时，将代入式中，可得.本章小结本章首先介绍了冰刀研磨机的主要技术指标接着在深入分析了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，确定了冰刀研磨机机械部分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。冰刀研磨的数控加工工艺为了保障冰刀研磨的质量效率和可靠性，就必须对冰刀研磨工艺进行研究。本章结合冰刀数控研磨的特点，从砂轮磨料的选取，研磨量的确定，砂轮转速，进给速度和砂轮的结构位置修整等对冰刀研磨工艺方面展开了深入的研究，并介绍了自动生成研磨工艺卡的方法。.数控研磨的特点与冰刀的手工研磨相比，冰刀的数控研磨在控制过程加工工艺加工设备都有手工研磨具有明显的不同。本节主要从加工工艺方面，来说明冰刀数控研磨加工的特点如下手工研磨是人工搓动砂轮或条砂轮，数控加工时，主轴带动砂轮做高速旋转，转速达到，加工线速度达到。加工进给时，手工加工是断续的，段段的推。冰刀的数控进给加工是均匀的连续的稳定的可靠的，速度般高于手工加工的速度。手工加工靠操作员的手感，分级加工不明显，加工过程由人工来控制。数控加工分级加工非常明显，每级的加工量和加工次数都很精确具体由程序控制加工过程，所以数控加工稳定性强，可靠性高。手工加工产热低，数控加工产热相对较大。手工加工速度慢，效率低，加工时间长，精度低。数控加工速度快，效率高，完成把刀的加工时间只要分钟，加工精度高。.影响冰刀研磨质量的因素磨料数控研磨加工时，会产生较大的热量和压力，加工材料也研磨材料微观分子将十分活跃，出产生复杂物理作用，机械作用，化学作用。这些作用都会明显地影响加工的效果和质量，只有在正确选取能与工件材料相匹配的研磨材料时，才会得到好的研磨质量。在本章下小中，会专门介绍本文冰刀磨料选择的方法和选择结果。单次磨削量机床控制砂轮对冰刀进行加工时，在单次的加工过程中，砂轮对冰刀的纵向的研磨量为单次研磨量。单从精度角度而言，单次研磨量越小，得到冰刀的研磨精度会越高，但这样研磨效率会很低，所以，单次研磨量要根据研磨精度，研磨效率和研磨级别三重因素来综合确定。不同的研磨级别，单次研磨量是会不相同的。在本文冰刀研磨过程中，粗磨时，单次研磨为微米精磨时，单次研磨量为微米抛光磨时，只进行表面抛光处理，基本上不设定加工量。主轴转速在定范围内，提高主轴的转速会提高冰刀的研磨质量，但高到定值时，其研磨质量却会下降。是因为，在定的研磨量时，主轴转速越大，产生的热就越大，磨料的微粒活性增大，离心的作用力也越大，起切削作用的微粒研磨砂粒就容易被摔落，所以研磨的质量会下降，如图.所示，横坐标和纵坐标箭头方向分别表示主轴速度增大，研磨精度增高的方向。同样，主轴的转速根据不同的研磨级别会不同。般而言研磨级别越高转速会越大。在本文冰刀研磨过程中，粗磨时，主轴转速为精磨时，主轴转速为抛光磨时，主轴转速为。图.主轴转速和加工精度的关系砂轮进给速度在定单次研磨量和主轴转速情况下，提高进给速度会使冰刀的研磨质量下降，图.，横坐标和纵坐标箭头方向分别表示进给速度增大，研磨精度增高的方向原因是，当进给速度低时冰刀研磨机设计摘要冰刀,研磨机,设计,毕业设计,全套,图纸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。设计了冰刀研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绪论.研究的背景目的和意义本次研究课题来源于国家体育总局年冬奥会攻关项目“便携式数控冰刀测量与研磨机的研制”，项目编号，本文属于项目中的冰刀数控研磨机部分。滑冰运动起源于荷兰。世纪中叶,荷兰出现铁制冰刀。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环境，提高冰刀研磨技术，促进体育产品结构的调整，提高运动员备战奥运会的运动成绩都将具有非常重要的意义。本文研究的数控技术及其在冰刀研磨领域的应用，对于提高我国体育装备水平和实力提冰上项目竞争能力促进社会生产率的发展等方面都具有很好的社会效益和经济效益。.冰刀研磨技术概述冰刀在冰面上滑行产生磨损，其磨损量小，冰刀的研磨加工是种磨削量小，精度要求高的加工方式。目前，冰刀的研磨方法主要有两种，手工研磨和数控研磨冰刀的手工研磨手工研磨是使用多级目数的精细磨料对工件表面进行多次的磨削加工。先将较粗