1、本科毕业论文（20 届）冰刀刃研磨机设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 冰刀刃研磨机设计 1课题意义及目标本次设计的是解决我国冰刀研磨行业的共性技术问题，设计一款新型高效率冰刀研磨机，使冰刀由手工研磨过渡到高效率研磨，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。设计的开展，对提高冰刀研磨技术，促进体育产品结构的调整，提
2、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。2主要内容（1）查阅相关资料，针对冰刀刃磨机刚度、精度、工作台运动行程（刃磨过程中纵向进给运动为 410m/min，最大行程为 450mm；横向进给运动速度为0.25m/min，最大行程为 50mm。砂轮架的垂直升降运动方向的最大行程为 50mm）等要求，确定冰刀刃磨机床的机械结构和总体布局以及关键部件的选取；同时研究适合冰刀刃磨加工的专用夹具。完成机床的机械结构设计。（2）根据设计要求，根据相关公式计算设计所需参数并校核。（3）根据机床布局，用 CAD 二维制图软件，绘制装配图以及零件图。并完成毕业论文的撰写。3主要参考资料 1 纪名刚 机
3、械设计 北京 高等教育出版社 20062王石安. 冰雪运动 . 北京:人民体育出版社, 20013 陆剑中 孙家宁 金属切削原理与刀具，北京 机械工业出版社 20114吴南星，孙庆鸿机械系统动态仿真技术研究制造业自动化，20024进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 发放毕业设计题目及选题 3 月 3 日3 月 23 日2 毕业设计开题 3 月 24 日4 月 13 日3 毕业设计中期准备 4 月 14 日5 月 4 日4 确定各部分参数并完成绘图，撰写论文 5 月 5 日6 月 1 日5 设计答辩 6 月 2 日6 月 22 日审核人： 2015 年 3 月 3 日I冰刀刃研磨机设计摘
4、要：随着社会的改革开放，滑冰很快成为了人们喜闻乐见的日常体育活动，随着滑冰运动的普及。冰刀刃的刃磨问题也随即成为人们亟待解决的问题。传统的刃磨都是手工刃磨，手工刃磨存在着很多缺点。所以，有必要研究机械研磨冰刀刃机构，改善我国的冰上运动成绩。本次设计的冰刀要水平放置，砂轮轴向垂直放置。尺寸问题主要从以下两个方面考虑：一是根据设计要求里的进给行程确定某些部位的尺寸，；二是尺寸要充分服从刃磨机的刃磨的功能，也就是说最终确定的尺寸要充分保证刃磨的效率和刃磨的质量，此外还要满足人机关系，充分考虑操作工人的一些问题。最后根据设计结果进行二维建模。关键词：冰刀刃，磨削，夹具Ice edge grinding
5、 machine designAbstract：Along with societys reform and opening up,Skating soon became peoples daily physical activity.As the popularity of the skating,grinding problem has then become the problems to be solved.The traditional grinding are manual grinding,There are many shortcomings in manual grindin
6、g.so,It is necessary to research the mechanical grinding body to improve the performance of the ice in our country .The ice skates of this design are put horizontally. Size of this body is mainly considered from the following two aspects: one is to determine the size of the parts according to the de
7、sign requirements of feeding schedule ; The other is to make the size fully obey the grinding machine grinding function, that is to say the size of the final should fully guarantee the quality and the efficiency of grinding , moreover it also should meet the man-machine relationship, fully consideri
8、ng the operating problems.Finally,we complete two-dimension modelling according to the result of the design.Keywords: Skate Edge，Grinding，FixturesII目 录1 前言 .11.1 研究的背景、目的和意义 .11.2 冰刀研磨技术概述 .21.2.1 手工研磨技术 .21.2.2 常见机械磨削概述 .32 冰刀刃研磨机整体结构 .72.1 总体布局 .72.2 刃磨对象 冰刀刃 .82.3 进给装置的支撑架 .82.4 丝杠的选择 .92.5 支撑板的结
9、构 .102.6 砂轮支撑架结构 .112.7 夹具结构 .122.8 砂轮的选择 .133 选型和校核 .153.1 选型设计的主要要求 .163.2 进给轴的行程和尺寸 .163.3 磨削力的计算 .173.4 丝杠强度校核 .203.5 电机的选择 .203.5.1 进给装置电机的选择 .253.5.2 砂轮主轴电机的选择 .254 结论 .26参考文献 .27致 谢 .2811 前言1.1 研究的背景、目的和意义冰刀是装在冰鞋底下的钢制刀状物，有球刀，跑刀和花样刀三种。它是冰上运动的基础。冰刀的锋利程度直接关系到运动员的成绩。冰刀示意图如图 1.1 所示，冰刀的刀刃线一般是由几段半径（
10、810 米）很大的圆弧线组成，刀刃一般厚 2 毫米。图 1.1 冰刀外形示意图随着社会的改革开放，滑冰很快成为了人们喜闻乐见的日常体育活动，随着滑冰运动的普及。冰刀刃的刃磨问题也随即成为人们亟待解决的问题。这是因为冰刀的质量直接影响了冰刀运动者的速度和灵活性，直接影响了冰上运动者的运动快感。这是因为冰刀在长时间使用之后，冰刀刃会逐渐变钝不再锋利，也就是说冰刀刃的锋利程度在很大程度上影响了冰上运动的快感。而且，随着我国体育事业的发展，冰上运动已经成为了一项体育竞技项目，在冰刀变钝之后，冰上运动员的成绩会受2到很大的影响，直接制约了我国冰上体育项目的发展。只有对变钝的冰刀刃进行刃磨，才能改善冰刀刃
11、的情况，使之变得锋利，继续满足冰上爱好运动者的快感。改善和提高我国冰上运动的成绩和地位。但是，传统的刃磨都是手工刃磨，手工刃磨存在着很多缺点，例如刃磨的效率很低，而且刃磨的质量一般都很低。所以，设计出能代替收工刃磨的机械冰刀刃研磨机对于解决冰上运动的刃磨问题，改善我国的冰上运动成绩至关重要。冰刀的研磨分为手工研磨和机械研磨。从研磨质量上说，机械研磨的研磨质量要比手工研磨的要高得多。并且机械刃磨的效率要比手工刃磨的效率高得多。本次设计主要目的是具有科学机械结构的刃磨机，解决手工刃磨效率低和精度低的问题使手工刃磨过渡到机械刃磨，进一步提高冰刀刃磨的精度，提高冰刀刃磨的效率，促进我国冰上运动体育事业
12、的飞速发展，提升我国滑冰滑冰运动的成绩。1.2 冰刀研磨技术概述冰刀随着在冰面上滑行时间的增加会产生磨损，其磨损量非常小，冰刀的机械研磨加工是一种磨削量非常小，精度要求非常高的加工方式。目前，冰刀的研磨方法主要有两种，手工研磨和机械研磨。1.2.1 手工研磨技术3图 1.2 手工研磨冰刀刃手工研磨是人工拿磨具直接在刀具上进行刃磨。手工刃磨也是分为很多步骤。先将粗磨石进行大力度的刃磨，随后再用细磨石进行一定程度的刃磨。最终达到刃磨的效果。如图 1.2 所示。但是手工研磨存在一些不可避免的缺点，主要有：（1）手工研磨的最大的缺点是研磨力的方向和大小只能凭借经验实施，而不能量化地进行。如果手工刃磨时
13、的磨削力过大的话，就会出现如图 1.3 所示卷刃现象，也就是磨削力过大，使冰刀刃向用力的方向变形从而产生刀刃堆积的现象；如果研磨冰刀时用力不均匀或者力度不够的话就会出现斜刃或者偏刃的现象，如图 1.4 所示。（2）因为手工磨具的磨粒的粒度很难控制，所以手工刃磨的冰刀刃的粗糙度很难得到保证；（3）由于手工磨石本身存在几何误差，所以被手工磨石刃磨后的冰刀刃的平面度误差也得不到保证；（4）手工刃磨时，冰刀刃的几何形状要靠人工用力形成，但这是很有挑战性的，所以手工刃磨的冰刀刃的几何轮廓很难控制，进而会影响冰刀刃的磨削效果，甚至影响运动员的滑行成绩。（5）和机械刃磨相比，手工刃磨精度低，效率低，对操作者
14、的挑战更大。4图 1.3 冰刀刃的卷刃 图 1.4 冰刀刃的偏刃1.2.2 常见机械磨削概述磨床(grinder,grinding machine)是一种利用磨具对被加工对象进行刃磨的磨削加工机床。这里的刃磨磨具大部分指的是砂轮而且是高速旋转的砂轮。除了高速旋转的砂轮外，还有一些其他常见的磨削磨具，例如砂轮带，磨石，还有一些高科技的其他存在状态的磨料，这些都已经被用于磨削被加工件的磨床。磨床的加工对象的类型也非常广泛，一般有硬质合金，经过淬火的硬质钢等等。这些都是硬度比较高的材料。除此之外还可以加工脆性的材料，例如石头，玻璃等等。磨床根据磨具的不同可以完成不同的磨削任务。用砂轮举例，当砂轮为细砂轮时这时可以进行高精度的磨削，因为它加工出来的被加工件的粗糙度会很低。当砂轮为粗砂轮时，可以用来进行效率很高的磨削，因为此时的磨削力会很大，可以缩短磨削时间，但是此时的被加工的工件的粗糙度很大。随着社会的进步，科技的发展。尤其是制造业取得了飞速的发展，磨床也取得了突飞猛进的革命性的进展。各种性能不同，结构不同，用途多样的磨床层出不穷，下面简单介绍一下主要的几种
