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CAD版本图纸，共7张

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。PC 机通过打印机接口直接连接

冰刀研磨设备，实现 PC 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 CNC-PLC 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

目 录
摘 要............................................................................1
ABSTRACT....................................................................2 1绪

论.....................................................................3
1.1 研究的背景、目的和现实意义........................................3
1.2 冰刀研磨技术概述........................................................4
1.3 国内外研究状况....................................................................
1.4 主要内容...............................................................6
2 冰刀研磨机总体结构.........................................................8
2.1 冰刀研磨机的主要指标...........................................................8
2.2 冰刀研磨机的基本要求............................................8
2.3 冰刀研磨机总体布局........................................................8
2.4 主要部件的设计和选择........................................................ 10
2.5 磨削力的计算 .............................................................12
2.6 冰刀的裝夹技术............................................................... 12
2.7 本章小

结.............................................................................. 15
3 冰刀研磨的数控加工工艺..................................................... 16
3.1 数控研磨的特点............................................................. 16
3.2 影响冰刀研磨质量的因素...................................... 16
3.3 磨料的选择.......................................................................

18
3.4 砂轮的结构.................. ...............................19
3.5冰刀与砂轮位置关系................................................19
3.6 砂轮的修整............................................... 20
3.7 本章小结...................................................22
4 冰刀研磨机控制系统方案...................................23
4.1 系统的硬件结构....................................... 23
4.2 研磨的运动控制分析................................................... 23
4.3 砂轮恒线速度的控制................................................. 24
4.4本章小结.......................................................25
5 冰刀研磨机机械结构的几何建模....................................26
5.1  SOLID Edge软件简介 ...........................................26
5.2 冰刀研磨机机械结构实体建模过程..............................26
5.3 本章小结 ......................................................27
6 总结与展望........................................... 32
7 参考文献................................................................33