可換刀頭去核機(jī)的造型

閆旭輝

摘要：可換刀頭去核機(jī)是在原有去核機(jī)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行可換刀頭的改進(jìn)，分析整臺(tái)機(jī)器的組成及工作原理后，設(shè)計(jì)過(guò)程以Solidworks為軟件平臺(tái)，基于對(duì)整臺(tái)機(jī)器從外型到局部的需要，進(jìn)行仿真建模，裝配并進(jìn)行干涉檢查，最終完成可換刀頭去核機(jī)的造型。

關(guān)鍵詞：去核機(jī) 設(shè)計(jì) 刀頭 Solidworks

中圖分類(lèi)號(hào)：Th692.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2014）16-0076-02

Abstract：The changeable head cutter is improved on the basis of original kernel，after analyzing of the composition and working principle of the whole machine，the design process based on Solidworks software platform，from the appearance to the local needs of the whole machine，simulating and modeling it，assembly and interference inspection and finally completed the model of the changeable head cutter.

Key Words：the stone-off machine design the cutter head Solidworks

山楂是我們?nèi)粘Ｉ钪幸环N常見(jiàn)的水果，隨著人們保健意識(shí)的增強(qiáng)，山楂以其特有的優(yōu)良品質(zhì)被認(rèn)識(shí)和了解，已經(jīng)越來(lái)越受到大眾的喜愛(ài)。山楂同時(shí)兼具藥、食兩種價(jià)值，它不僅是一種重要的中藥藥材，更是調(diào)解口味的美食，各種以山楂為主要原料的精美小吃已成為百姓生活的有益補(bǔ)充。但山楂好吃，核難去，例如最常見(jiàn)的冰糖葫蘆，它是一種大眾日常休閑經(jīng)常會(huì)購(gòu)買(mǎi)的新鮮美味小食，為了給食客更好的消費(fèi)體驗(yàn)，賣(mài)家在制作冰糖葫蘆時(shí)，通常就需要將山楂的核去掉。而無(wú)論對(duì)山楂進(jìn)行何種加工，去核都是一個(gè)必需要面對(duì)的問(wèn)題。目前市場(chǎng)上的山楂去核機(jī)存在一個(gè)重要的缺陷，就是刀頭和刀桿都是一體成型的，長(zhǎng)期使用必然導(dǎo)致刀頭不鋒利，而要更換刀頭是一件比較麻煩的事情，具體操作是將整個(gè)機(jī)器拆開(kāi)后才能更換，即將刀頭、刀桿拆掉，將新的刀頭、刀桿裝上，這樣的替換浪費(fèi)時(shí)間，成本也比較高，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在這里對(duì)其進(jìn)行了創(chuàng)造性的改進(jìn)。

依據(jù)上述需要特設(shè)計(jì)一種去核機(jī)，論述過(guò)程主要以去山楂核為主。這種去核機(jī)屬于水果加工機(jī)械領(lǐng)域。

1 去核機(jī)的組成

本設(shè)計(jì)所涉及到的山楂去核機(jī)，最下面是底座，支撐桿的一端固定在底座上，支撐桿的另一端安裝著刀桿活動(dòng)架，在刀桿活動(dòng)架下面為托盤(pán)；刀桿活動(dòng)架上安裝有刀桿，刀桿上分別安裝有復(fù)位彈簧和刀頭；支撐桿和刀桿上分別有下固定鉚釘和上固定鉚釘與把手連接。所述托盤(pán)的正中央開(kāi)有山楂定位凹槽，凹槽的底部有孔，其大小較環(huán)形刀頭直徑略大；刀桿的下部開(kāi)有刀桿螺絲；刀頭上開(kāi)有刀頭螺絲和刀頭溝槽，且刀頭溝槽的寬度不小于1毫米。

2 去核機(jī)的設(shè)計(jì)

有了上述思路，具體的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Solidworks來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。Solidworks是目前中小企業(yè)常用的三維設(shè)計(jì)軟件，它主要運(yùn)用參數(shù)化及特征造型技術(shù)，進(jìn)行快速創(chuàng)建和修改模型，可以大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，并且詳細(xì)真實(shí)地反映設(shè)計(jì)師的思想。[1]同時(shí)Solidworks還是一個(gè)開(kāi)放的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它能夠在系統(tǒng)環(huán)境下模擬地進(jìn)行零件的三維建模、裝配、干涉檢查、仿真、數(shù)控加工的定制等，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模擬、制造的全流程數(shù)據(jù)統(tǒng)一。[2]Solidworks是時(shí)下設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用比較廣泛的三維應(yīng)用軟件，與其它相關(guān)軟件具有良好的轉(zhuǎn)換接口。

對(duì)山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)，首先在Solidworks軟件中對(duì)所需各零件進(jìn)行建模，而后進(jìn)行模擬裝配，并進(jìn)行干涉檢查、受力分析等，對(duì)檢查中出現(xiàn)問(wèn)題的零件進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)調(diào)整，無(wú)誤后即可裝配得到如下所示的圖1。

在上面的各圖中各組成部分名稱(chēng)如下：1、復(fù)位彈簧，2、把手，3、刀桿，4、定位凹槽，5、托盤(pán)，6、底座，7、支撐桿，8.1、下固定鉚釘，8.2、上固定鉚釘，9、刀桿活動(dòng)架，10、刀頭，11、刀頭溝槽，12.1、刀桿螺絲，12.2、刀頭螺絲。

各零件利用三維軟件Solidworks設(shè)計(jì)好后，第一種方案可以通過(guò)中間軟件與數(shù)控加工中心相連，按照設(shè)計(jì)加工出相應(yīng)的零件。第二種方案可利用較為前沿的3D打印技術(shù)進(jìn)行，現(xiàn)在的3D打印已不再是初期局限于石膏、塑料等，使用不銹鋼、合金等多種材料已成為現(xiàn)實(shí)，3D打印機(jī)與電腦連接，依據(jù)傳輸?shù)娜S作品，運(yùn)行相關(guān)程序即可將零件打印出來(lái)。[3]

對(duì)于這種去核機(jī)而言，刀頭是整臺(tái)機(jī)器的核心零件，也是易損件，刀頭材料的選取是關(guān)鍵，建議選用碳素工具鋼，碳素工具鋼含碳量是百分之零點(diǎn)七到百分之一點(diǎn)二，是硬度較高、價(jià)格低廉的優(yōu)質(zhì)鋼，比較適合選做該去核機(jī)的刀頭。[4]復(fù)位彈簧采用碳素彈簧鋼即可，碳素彈簧鋼彈性較好，有很強(qiáng)的抗應(yīng)力特性。[5]去核機(jī)的底座及其它零件沒(méi)有特殊要求，能夠完成加工需要即可，材料可不限，如塑料、鐵或混合材料等均可。

3 具體實(shí)施方式

結(jié)合以上各圖，對(duì)本設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，去核機(jī)包括底座6和固定在底座6上的支撐桿7，支撐桿7的頂端安裝有刀桿活動(dòng)架9，在刀桿活動(dòng)架9的下面有托盤(pán)5；刀桿活動(dòng)架9上安裝有刀桿3，刀桿3上分別安裝有復(fù)位彈簧1和刀頭10；支撐桿7和刀桿3上分別有下固定鉚釘8.1和上固定鉚釘8.2與把手2連接。

上面所述托盤(pán)5的正中央開(kāi)有山楂定位凹槽4；刀桿3的下部開(kāi)有刀桿螺絲12.1；刀頭10上開(kāi)有刀頭螺絲12.2和刀頭溝槽11，且刀頭溝槽11的寬度不小于1毫米。

去核機(jī)具體工作過(guò)程如下：將山楂平放置于山楂的定位凹槽處，盡量使山楂頂部朝上，柄部朝下（有的山楂帶柄，凹槽底部有孔，這樣可以保證準(zhǔn)確定位，并易于取下切壓出的核并順利去掉）。向下按壓把手，刀頭、刀桿向下移動(dòng)，彈簧被拉伸，環(huán)形刀頭向下依次環(huán)切山楂頂部、山楂核、山楂柄部，繼續(xù)向下并切壓出被環(huán)切部分，去掉山楂核，取下山楂，彈簧復(fù)位帶動(dòng)刀頭、刀桿向上復(fù)位，完成一次山楂去核。刀頭兩側(cè)溝槽的設(shè)計(jì)主要是用于解決刀頭切割過(guò)程中偶爾卡核的現(xiàn)象，一旦山楂核卡在了刀頭中，可以利用其它工具通過(guò)溝槽將其剔出。

4 結(jié)語(yǔ)

這種山楂去核機(jī)最顯著的特點(diǎn)是：刀頭和刀桿是通過(guò)設(shè)計(jì)在各自上面的刀頭螺絲和刀桿螺絲進(jìn)行旋緊固定。實(shí)現(xiàn)了刀頭和刀桿的分離，刀頭不鋒利了，直接將原有刀頭擰下替換成新刀頭即可。不需要將整機(jī)拆下將刀桿連同刀頭一起更換了，省時(shí)、省力，是對(duì)原有類(lèi)似機(jī)械的創(chuàng)造性改進(jìn)，并且成本低廉的山楂去核機(jī)。

推而思之，這種山楂去核機(jī)的使用也可用作其它水果的去核，如更改零件尺寸即對(duì)蘋(píng)果、梨等較大水果去核；亦可更改尺寸對(duì)櫻桃、棗等較小水果去核。

參考文獻(xiàn)

[1]趙罘，楊曉晉，張?jiān)平?Solidworks2008中文版基礎(chǔ)設(shè)計(jì)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.2.

[2]宋曉梅，張瑩.Solidworks2010中文版基礎(chǔ)教程主編[M].北京：人民郵電出版社，2012.1.

[3]楊永強(qiáng)，劉洋，宋長(zhǎng)輝.金屬零件3D打印技術(shù)現(xiàn)狀及研究發(fā)展[J].機(jī)電工程技術(shù)，2013，4，1-8.

[4]尹傳華.金屬工藝學(xué)（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.106.

[5]尹傳華.金屬工藝學(xué)（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.110.