【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 C位置，削皮刀具的切削路徑應(yīng)始終和回轉(zhuǎn)中心線BB1垂直。(3) 削皮厚度考慮,為了達(dá)到削皮薄，去皮效果好的目的。將該機(jī)器的切削刀片設(shè)計(jì)成弧形，彎曲弧度由市場(chǎng)上能買到的去皮刀片模擬實(shí)驗(yàn)得出，刀片切入角度應(yīng)該能夠和根據(jù)蘋果大小和形狀的不同進(jìn)行調(diào)整，所以，刀具與刀具臺(tái)之間設(shè)計(jì)成活動(dòng)的，用蝶形螺栓進(jìn)行固定，以實(shí)現(xiàn)角度的要求。因?yàn)榈毒吲_(tái)和刀具之間是活動(dòng)的，彈簧1作用力壓迫刀具臺(tái)與蘋果果皮接觸，這時(shí)就不需要擔(dān)心去皮厚度，厚度可以調(diào)節(jié)刀具臺(tái)與刀具之間的距離來確定。c .實(shí)驗(yàn)與分析用固定的力擠壓刀具與蘋果接觸，模仿彈簧施加在刀具臺(tái)上的力，用半徑為10mm弧長(zhǎng)為12mm和24mm的刀片分別進(jìn)行削皮加工，：弧長(zhǎng)（mm）削皮厚度（mm）可旋轉(zhuǎn)角度（度）去皮干凈程度加工后表面光潔度122460欠好好較好好 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）當(dāng)刃寬為12mm（窄）時(shí)，因刃線與蘋果的頂部和底部不能保持相切，產(chǎn)生尖點(diǎn)接觸，加上到頭重量輕、徑向跳動(dòng)大、容易出現(xiàn)漏削狀況，去皮干凈程度和表面光潔度下降；又因刀頭重量輕，吃刀深度淺，使得切削厚度有所下降。當(dāng)刃寬為24mm時(shí)，其削皮厚度雖然比刃寬為12mm是略有增加，但其他兩項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于前者，故本機(jī)采用刃寬為24mm。 刀具切削示意圖d .溜槽的設(shè)計(jì)在刀具的設(shè)計(jì)過程中，考慮到果皮的飛出軌跡，可能會(huì)出現(xiàn)掉落到削皮機(jī)兩個(gè)零件的夾縫間的情況，不利于削皮機(jī)的清潔，所以，在刀具上果皮的出屑方向加裝一個(gè)溜槽，切削過程中，果皮沿著溜槽掉入預(yù)先擺放好的收納盒中，美觀、衛(wèi)生。 由于溜槽難于制造，可以用廢舊易拉罐進(jìn)行簡(jiǎn)單的沖壓加工，用夾具與刀具連接即可，即達(dá)到了導(dǎo)流的目的，還能廢物利用，保護(hù)環(huán)境。 刀具溜槽建模e .切絲器的設(shè)計(jì)1） 設(shè)計(jì)要求（1） 能夠完成對(duì)黃瓜、蘿卜，土豆等果蔬的切絲；（2） 方便安裝，且能輕松實(shí)現(xiàn)去皮和切絲的功能轉(zhuǎn)換；（3） 安全，可靠性高 切絲刀具模型 刀具臺(tái)的設(shè)計(jì)刀具臺(tái)的功能不僅是安裝刀具。同時(shí)也控制著刀具的切削角度，它由一個(gè)彈簧與機(jī)架固定，并緊貼水果表面，避免刀具緊貼水果表面，由于彈簧力較大而造成的去皮厚度太大的浪費(fèi)。在本機(jī)的刀具臺(tái)設(shè)計(jì)過程中，可認(rèn)為是刀具與水果表面所成的角度。a .刀具臺(tái)材料的確定刀具臺(tái)的選材為不銹鋼，耐用強(qiáng)度大，且不容易變形。b .切削角度 這里主要指刃傾角，契角，前角,含有大量的水分,表皮組織又有較高的韌性,所以在切削加工過程中,為此,對(duì)上述角度提出如下要求: （1）刃傾角:刃傾角是切削刃和切削速度的垂直間的夾角。有了人傾角,:a. 減少了道具在切削過程中的實(shí)際工作契角和刃圓半徑,又因斜角切削不會(huì)改變刀具的刃磨角度,從而保證了刀具的耐用度；,切削速度的方向不垂直于切削刃,沿著切削刃方向有一個(gè)速度分量，故切削刃相對(duì)于蘋果除了“切”之外，還有“割”的作用，從而使切削刀刃顯得更加鋒利，減少了削皮厚度。所以斜角切削省力省功，加工質(zhì)量高。本機(jī)先用λ=5o 。 切削角度示意圖 （2）契角:，為了使刀具更鋒利，降低切削加工的擠壓力，食品刀具的契角一般都很小，但刀具的契角過小將使刀具的耐用度下降，導(dǎo)致加工產(chǎn)品質(zhì)量降低。對(duì)于水果類的切削刀具，一般β=5o～20o ，單片刀片的契角β=17o 。 （3）前角:前角的大小直接影響著刀具的鋒利和牢固程度，影響切削作用和擠推作用的比例，決定刀具的切削性能。在保證刀具具有一定的耐用度下，盡量加大前角使刀刃鋒利，以增加刃切作用減小擠推作用。本機(jī)選用：=63o～68o.（4） 后角：后角的作用主要是在切削過程中減小后刃面與加工對(duì)象（已加工表面）之間的摩擦，在水果加工中，二者之間的摩擦阻力很小，所以后角大小的選擇不是主要矛盾。，契角，前角,后角三者的和為90度，前面已選前角為63o～68o，契角為17度左右，故本機(jī)后角為5o～10o。此數(shù)值基本符合加工塑性大或彈性大的金屬材料的后角取值范圍。 契角示意圖 圖4c切削角度示意圖 （5）削皮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了使刀具與水果表面的接觸情況滿足上文所示。因加工對(duì)象的最大直徑為90mm，則要求刀架上的刀具能以半徑R=50mm的圓旋轉(zhuǎn)，以滿足切削要求。假設(shè)刀具臺(tái)的原動(dòng)力彈簧彈力為0，則刀具臺(tái)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)270度，完全能滿足要求。本機(jī)采用螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，壓著刀具臺(tái)使削皮刀片在加工對(duì)象表變有一定壓力，能隨著被切削物形狀的變化而變化，達(dá)到削皮的目的。通過實(shí)驗(yàn)知，刀刃個(gè)刀具臺(tái)之間的距離為1mm左右時(shí)，削皮質(zhì)量較好（皮薄、已加工表面光滑、切削阻力??；小于此數(shù)值時(shí)，刀刃在蘋果表面易脫落，增加了漏削率；大于此數(shù)值時(shí)，增加了切削過程中的推擠作用，已加工表面的光潔度下降。這個(gè)距離不是固定不變的，可以隨水果的大小而適當(dāng)改變，有刀具上的蝶形螺母控制，簡(jiǎn)單易操作。 刀具臺(tái)建模a .固定彈簧的選擇1）YB型彈簧，線徑?1mm，彈簧中徑?15mm，自由高度12mm，制造精度為3級(jí)，材料為60Si2MnA，表面涂漆處理的右旋彈簧。標(biāo)記為：YB 11512 GB/T 2089—19942）設(shè)計(jì)要求（1）固定刀具臺(tái)；（2）提供足夠的使刀具臺(tái)緊貼水果表面，為刀具提供切削力。 拉伸彈簧的設(shè)計(jì)b .拉伸彈簧的設(shè)計(jì)1）YB型彈簧，線徑?1mm，彈簧中徑?10mm，自由高度15mm，制造精度為3級(jí)，材料為60Si2MnA，表面涂漆處理的右旋彈簧。標(biāo)記為：YB 11015 GB/T 2089—1994 圖 拉伸彈簧安裝削皮刀片的削皮刀架由2Cr不銹鋼制作而成，其彎曲程度由之前確定的刀具角度確定，滿足要求即可。因加工對(duì)象的最大直徑為90mm。則要求刀架上的刀具能以半徑R=50mm的圓旋轉(zhuǎn)，以滿足切削要求。假設(shè)刀具臺(tái)的原動(dòng)力彈簧為0，則刀具臺(tái)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)270度，完全能滿足要求。本機(jī)采用螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，壓著刀具臺(tái)使削皮刀片在加工對(duì)象表變有一定壓力，能隨著被切削物形狀的變化而化，達(dá)到削皮的目的。通過實(shí)驗(yàn)知，刀刃個(gè)刀具臺(tái)之間的距離為1mm左右時(shí)，削皮質(zhì)量較好，皮薄、已加工表面光滑、切削阻力??；小于此數(shù)值時(shí)，刀刃在蘋果表面易脫落，增加了漏削率；大于此數(shù)值時(shí)，增加了切削過程中的推擠作用，已加工表面的光潔度下降。這個(gè)距離不是固定不變的，可以隨水果的大小而適當(dāng)改變，有刀具上的蝶形螺母控制，簡(jiǎn)單易操作。 削皮機(jī)構(gòu)裝配模型選幾種直徑分別為70,80,90mm的蘋果，進(jìn)行測(cè)定，取算術(shù)平均值填入表中，由數(shù)據(jù)知，蘋果心直徑為30mm，長(zhǎng)度為38mm，頂尾部下陷最大直徑為17mm。以上數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)挖心刀的尺寸依據(jù)。該機(jī)挖心刀刃部非常鋒利，刀的端部做成契型，便于入切，采用斜角切入，加上橫斷刀的配合，使該機(jī)挖心切削阻力小，出渣容易.常見蘋果尺寸調(diào)查尺寸（mm）國(guó)光大國(guó)光元帥紅星黃元帥青香蕉印度紅玉秦冠D707070707070707080d252824252330272225L202625242230272025L1201719152416182316L2251015151718202324d1141716141612151414d2151616151715161514 由以上數(shù)據(jù)確定出挖心刀去核直徑為20mm，能最大限度的提高水果出肉率，較少切削過程中的浪費(fèi)。 挖心切片刀片建模該刀片為硬度較高的45鋼材料制成，在切削進(jìn)給過程中，果核將沿圓孔型刀具直線前進(jìn)，果肉隨著進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)，被孔邊緣的弧形刀片切割成螺旋狀，最終果核將留在叉刀之上，實(shí)現(xiàn)果肉和果核的分離。 常用吸盤示意圖 吸盤是一種帶密封唇邊的，在與被吸物體接觸后形成一個(gè)臨時(shí)的密封空間，通過抽走或是稀釋密封空間里的空氣，產(chǎn)生內(nèi)外壓強(qiáng)差而進(jìn)行工作的一種氣動(dòng)原件。生產(chǎn)真空吸盤的材料一般為各種橡膠、塑料和金屬，我們經(jīng)常見到的真空吸盤是NR、SI、FKM、NE、EPDM、SE等多種橡膠制造的，如果按吸盤的形狀分類，可分為扁平吸盤，橢圓吸盤和異性吸盤等你，本機(jī)采用扁平真空吸盤，其特點(diǎn)是易耗損、易使用、無污染、不傷工件等特點(diǎn)。真空吸盤的吸力計(jì)算公式為 W=(PxC)/ 吸盤模型，本機(jī)采用的吸盤由底蓋、彎曲拉桿、底座、外殼三部分組成，根據(jù)吸盤的工作原理，將以上三部分組裝起來，工作時(shí)，擺動(dòng)彎曲拉桿，利用彎曲拉桿擠壓吸盤，達(dá)到固定機(jī)器的作用。吸盤面積可以適當(dāng)增大，在理想狀態(tài)下，達(dá)到將水果削皮機(jī)吸在墻體上的效果，節(jié)約擺放空間。進(jìn)給機(jī)構(gòu)主要由手柄、連桿、進(jìn)給軸、叉刀、卡軸器五部分組成，由螺紋連接，工作將蘋果插入叉刀頭上，搖動(dòng)手柄，蘋果就能和軸一起旋轉(zhuǎn)向前運(yùn)動(dòng)，直到切削結(jié)束，取下蘋果核。 進(jìn)給軸的設(shè)計(jì) a .材料的選擇進(jìn)給軸承擔(dān)著整個(gè)蘋果的重量，需要抗彎強(qiáng)度極高的材料，本機(jī)進(jìn)給軸采用的是目前市場(chǎng)上常用的奧氏體不銹鋼1Cr17Mn6Ni5N，價(jià)格便宜且抗彎強(qiáng)度大。 b .傳動(dòng)螺紋設(shè)計(jì)本機(jī)進(jìn)給軸采用的是矩形螺紋傳動(dòng)，牙型為正方形，牙型角α=0度，其傳動(dòng)效率較其他螺紋高，缺點(diǎn)是牙根較弱，螺旋副磨損后，間隙難以修復(fù)和補(bǔ)償，傳動(dòng)精度較低。根據(jù)蘋果的相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)，將蘋果直徑選定為最大90mm，作為計(jì)算依據(jù)。蘋果的半圓周長(zhǎng)：按削皮刀具的最佳切削寬度，將刀具寬度帶入計(jì)算，最大限度估計(jì)蘋果削皮需要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)為螺距螺紋長(zhǎng)度大于mm時(shí)符合設(shè)計(jì)要求。本機(jī)將螺紋長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為150mm。圖 進(jìn)給軸模型 a .材料選擇由于叉刀頭用于將蘋果固定，需要插入蘋果果肉中，所以選材是要求材料無毒，而且水果酸性大，腐蝕性強(qiáng)，要求叉刀有較高的防銹能力。本機(jī)選擇了價(jià)格便宜且具有一定防銹能力的45鋼作為削皮刀片的選用材料。b .設(shè)計(jì)要求（1） 叉針長(zhǎng)度能夠?qū)⑻O果牢牢固定，且削皮結(jié)束后容易取下蘋果核；（2） 具有一定的彎曲強(qiáng)度。通過多次實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，滿足設(shè)計(jì)要求的叉針長(zhǎng)度為35mm，操作時(shí)可根據(jù)蘋果大小自行決定蘋果插入深度。 叉刀頭模型 a .手柄的人因工程優(yōu)化現(xiàn)代手持器械的設(shè)計(jì)主要依據(jù)人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)研究，根據(jù)人手參數(shù)的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)給人最佳的接觸角度和安全保護(hù)?，F(xiàn)代批量的生產(chǎn)方式?jīng)Q定了手持器械必須按照既定的尺寸設(shè)計(jì)，而這些尺寸經(jīng)過大量的統(tǒng)計(jì)研究，確定了能夠提供較高的操作舒適性，并且能緩解手的疲勞。然而事實(shí)總是具有兩面性，現(xiàn)代的工具給人們?cè)谑褂蒙蠋砹吮憬莺托?，然而卻在其他方面帶來了負(fù)面效應(yīng)。1）與手相關(guān)的職業(yè)病醫(yī)學(xué)上所稱的職業(yè)病泛指職業(yè)病危害因素引起的疾病。勞動(dòng)者在從事職業(yè)活動(dòng)中接觸職業(yè)病危害因素而引起的與特定職業(yè)相關(guān)的疾病就是職業(yè)病。在立法意義上，職業(yè)病有其特定的范圍，即政府所規(guī)定的“法定職業(yè)病”凡屬法定職業(yè)病的患者，均應(yīng)獲得調(diào)換工作，或者治療休息的機(jī)會(huì)，并應(yīng)按相關(guān)法律獲得沒規(guī)定的補(bǔ)償，在工作中頻繁持續(xù)性使用手持器械會(huì)引發(fā)手部相關(guān)的癥狀。常見的疾病包括以下幾種：（1）腱鞘炎 由于長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)動(dòng)作或腕外轉(zhuǎn)動(dòng)引起的，重復(fù)性動(dòng)作和沖擊整棟會(huì)使之加劇。手長(zhǎng)期處于彎曲或緊張狀態(tài)，肌健會(huì)過度摩擦，引發(fā)肌腱和腱鞘損傷性炎癥，如果得不到及時(shí)的治療，便會(huì)留下病根，活動(dòng)不便。解決對(duì)策：設(shè)計(jì)工具時(shí)應(yīng)盡量避免操作過程中手長(zhǎng)期性姿勢(shì)不佳，避免手腕尺偏、掌曲和手腕外傳。（2）扳機(jī)指 又稱彈響指，醫(yī)學(xué)上稱之為手指屈肌腱鞘炎，手指在彎曲伸長(zhǎng)的交替動(dòng)作中，肌腱在手掌和手指相連的關(guān)節(jié)處受到束縛而造成。因其類似于扣動(dòng)手槍扳機(jī)的動(dòng)作，所以稱之為板機(jī)指。初期屈指不靈，伴隨輕微疼痛，日久則疼痛加重，手指需借助外力才能繃直。解決對(duì)策：在工具設(shè)計(jì)時(shí)避免使拇指、食指、中指等采用指壓板控制，該進(jìn)開關(guān)設(shè)計(jì)。（3）網(wǎng)球肘 一種肘部組織炎癥，由手腕過度撓偏引起。尤其當(dāng)撓偏與掌內(nèi)轉(zhuǎn)和背屈狀態(tài)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，肘部撓骨頭和肱骨小頭之間的壓力增加，導(dǎo)致網(wǎng)球肘，因網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員