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冰刀研磨機設計
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- 摘 要
冰上運動的發展對冰刀質量提出了更高的要求，可是冰刀的手工研磨自動化程度低，研磨質量和效率難以得到保證。在國內，本文首次將數控方法應用到冰刀研磨當中去。冰刀的數控研磨需滿足設備便攜、工藝簡單、控制精確、研磨精度高等方面的要求。本文結合國家體育總局冬奧會攻關項目“便攜式數控冰刀測量與研磨機的研制”，圍繞上述要求進行了系統的深入研究，具體內容如下：
首先，冰刀數控研磨機的便攜性主要體現在其設備本身的質量和體積上。本文針對影響冰刀研磨設備便攜性的因素，提出了兩點實現設備便攜性的方法。確定了冰刀研磨機的總體布局和關鍵元部件的選取，冰刀采取立式，工作臺采取臥式，盡量縮小設備的尺寸。PC 機通過打印機接口直接連接冰刀研磨設備，實現 PC 機直接數控，從而去掉了傳統數控設備中的工控機，以滿足冰刀研磨機便攜性的要求。
其次，本文分析了影響冰刀加工質量的因素。結合這些因素，制定了冰刀研磨的加工工藝。冰刀采取粗磨、精磨、拋光磨三級研磨，控制系統根據研磨總量自動生成研磨工藝。研究設計了冰刀研磨的專用砂輪，同時根據砂輪的磨損機理，提出了砂輪修整方法。
最后，在基于華中開放數控平臺的基礎上，開發了冰刀研磨的系統控制軟件。設計了冰刀研磨砂輪的特殊運動方式采用 CNC-PLC 模擬量單元的數據及信號處理環節，用變頻器來實現對砂輪主軸電機的控制從而保證砂輪以恒定的線速度進行研磨加工。將面向對象編程技術應用到冰刀的數控編程中，使數控編程變得簡單易懂。系統軟件提供了友好的人機界面，使人機交互變得容易，更適合于運動員操作使用，同時，系統還提供了加工在線仿真功能，使研磨加工過程變得形象而具體。
關鍵詞：冰刀 數控研磨機 便攜式 砂輪修整 面向對象編程
目 錄
摘 要.............................................................................................................................1
ABSTRACT...................................................................................................................2 1緒論.............................................................................................................................3
1.1 研究的背景、目的和現實意義.............................................................................3
1.2 冰刀研磨技術概述.................................................................................................4
1.3 國內外研究狀況.....................................................................................................6
1.4 主要內容.................................................................................................................6
2 冰刀研磨機總體結構...............................................................................................8
2.1 冰刀研磨機的主要指標.........................................................................................8
2.2 冰刀研磨機的基本要求........................................................................................8
2.3 冰刀研磨機總體布局............................................................................................8
2.4 主要部件的設計和選擇...................................................................................... 10
2.5 磨削力的計算 .....................................................................................................12
2.6 冰刀的裝夾技術.................................................................................................. 12
2.7 本章小結.............................................................................................................. 15
3 冰刀研磨的數控加工工藝.................................................................................... 16
3.1 數控研磨的特點.................................................................................................. 16
3.2 影響冰刀研磨質量的因素.................................................................................. 16
3.3 磨料的選擇.......................................................................................................... 18
3.4 砂輪的結構........................................................................... ...............................19
3.5冰刀與砂輪位置關系............................................................................................19
3.6 砂輪的修整.......................................................................................................... 20
3.7 本章小結...............................................................................................................22
4 冰刀研磨機控制系統方案.....................................................................................23
4.1 系統的硬件結構.................................................................................................. 23
4.2 研磨的運動控制分析.......................................................................................... 23
4.3 砂輪恒線速度的控制.......................................................................................... 24
4.4本章小結................................................................................................................25
5 冰刀研磨機機械結構的幾何建模.........................................................................26
5.1 SOLID Edge軟件簡介 .....................................................................................26
5.2 冰刀研磨機機械結構實體建模過程...................................................................26
5.3 本章小結 ............................................................................................................27
6 總結與展望............................................................................................................. 32
7 參考文獻..................................................................................................................33 ...
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