水果削皮機的工業(yè)工程設(shè)計中期答辯

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1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告 題目： 水果削皮機?的工業(yè)工程?設(shè)計 院（系） 機電工程學(xué)?院 專 業(yè) 工業(yè)工程 班 級 11021?7 姓 名 學(xué) 號 11021?7114 導(dǎo) 師 2015年? 5 月 13 日 一、 設(shè)計進展狀?況 1. 外文翻譯 已經(jīng)完成英?文文獻《Desi

2、g?n and Devel?opmen?t of an Appar?atus for Grati?ng and Peeli?ng Fruit?s and Veget?ables?》的翻譯和修?正。 2. 問卷調(diào)查分?析 通過問卷調(diào)?查，了解現(xiàn)有水?果削皮機的?不足之處和?改進型水果?削皮機的市?場所在，對所要設(shè)計?的產(chǎn)品有一?個大致方向?上的把握。 圖1.問卷調(diào)查統(tǒng)?計圖 由圖表可知?，水果削皮機

3、?的市場是廣?闊的，擁有多種功?能、操作簡便、售價合理的?削皮機設(shè)計?尤其受到喜?愛。 3. 水果削皮機?的設(shè)計 3.1 設(shè)計原理概?述 本課題的設(shè)?計采用不銹?鋼的支架，用真空原理?的塑料吸盤?來固定機子?，方便而牢固?；利用彈性削?皮刀具仿形?能力強，以適應(yīng)不同?橢圓度和凹?凸面，刀頭從蘋果?頂部開始旋?轉(zhuǎn)，直到蘋果底?部。蘋果削皮挖?心切片機主?要由傳動、操縱、工作三部分?組成工作部?分主要由挖?心切片刀、叉刀、削皮刀、吸盤、手柄、傳動軸等組?成，工作時 （1） 按住底座，搬動吸盤拉?桿，將機器固定?在桌面上； （2） 壓下削皮刀?頭，將自動調(diào)節(jié)?彈簧扣??； （3） 按

4、住調(diào)節(jié)卡?扣，使其處于松?開狀態(tài)，同時將螺桿?伸到最大位?置； （4） 將蘋果垂直?直接插入固?定針，調(diào)節(jié)到合適?的位置可松?開調(diào)節(jié)可扣?； （5） 松開自動調(diào)?整彈簧，刀片頂部旋?轉(zhuǎn)螺絲調(diào)節(jié)?，越寬削皮越?厚，寬度越小削?皮越?。? （6） 另一只手搖?動手柄沿著?順時針方向?； （7） 側(cè)面刀片為?切片中間固?定去核，一個蘋果從?削皮、切片、去核、一次性就能?完成，非常方便； （8） 最后留在叉?刀頭上的蘋?果核用手小?心除去。 3.2.整體設(shè)計 外觀的設(shè)計?理念以美觀?小巧精致為?指導(dǎo)思想，將水果削皮?機設(shè)計成一?種不僅實用?而且美觀的?物品。在實用的同?時，還可以美化?家居

5、，讓人有一種?美的感覺，使產(chǎn)品成為?一種藝術(shù)品?。 表1.水果削皮機?明細表 圖2.蘋果削皮機?正面實體圖? 圖3.蘋果削皮機?側(cè)面實體圖? 3.3. 工作部件設(shè)?計 3.3.1 削皮刀片的?設(shè)計 (1)削皮刀片材?料選擇 水果酸性大?，腐蝕性強，要求削皮刀?具具有較高?的防銹能力

6、?。本機選擇了?價格便宜且?具有一定防?銹能力的鋁?合金刀片作?為削皮刀片?的選用材料? (2)刀具的外形?確定 前提條件:1)蘋果的外形?是頂部、底部凹陷的?近似圓形，凹陷處外 圓直徑d1?，d2最大直?徑17毫米?。如圖所示 圖4. 刀具切削示?意圖 2)為了增加蘋?果頂部和底?部的去皮面?積，必須使刃線?運動到圖中?的C位置，削皮刀具的?切削路徑應(yīng)?始終和回轉(zhuǎn)?中心線B-B1垂直。 3)削皮厚度考?慮,為了達到削?皮薄，去皮效果好?的目的，去皮厚底應(yīng)?在0.6

7、到1.2mm之間?。 將該機器的?切削刀片設(shè)?計成弧形，彎曲弧度由?市場上能買?到的去皮刀?片模擬實驗?得出，刀片切入角?度應(yīng)該能夠?和根據(jù)蘋果?大小和形狀?的不同進行?調(diào)整，所以，刀具與刀具?臺之間設(shè)計?成活動的，用蝶形螺栓?進行固定，以實現(xiàn)角度?的要求。因為刀具臺?和刀具之間?是活動的，彈簧1作用?力壓迫刀具?和刀具臺與?蘋果果皮接?觸，這時就不需?要擔(dān)心去皮?厚度，厚度等于刀?具臺與刀具?之間的距離?。 表2.切削刃寬對?比表 （3）實驗與分析? 在壓于刀具?后面彈簧不?變的情況下?，用弧長為1?2mm和2?4mm的刀?片分別進行?削皮加工，實驗結(jié)果如?下： 刃

8、寬（mm） 削皮厚度（mm） 去皮干凈程?度 加工后表面?光潔度 12 24 0.2---0.3 0.4---0.6 欠好 好 較好 好 當刃寬為1?2mm（窄）時，因刃線與蘋?果的頂部和?底部不能保?持相切，產(chǎn)生尖點接?觸，加上到頭重?量輕、徑向跳動大?、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?。當刃寬為2?4mm時，其削皮厚度?雖然比刃寬?為12mm?是略有增加?，但其他兩項?指標均優(yōu)于?前者，故本機采用?刃寬為24?mm。 （4）切削角度 這里主要指?刃傾角λ，契角

9、β，前角γ,后角α.如下圖所示?.由于果品物?料 的組織松軟?,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?,要求刀具鋒?利.擠壓力小,為此,對上述角度?提出如下要?求: 1）刃傾角λ 刃傾角λ是?切削刃和切?削速度V的?垂直間的夾?角，如圖a所示?。有了人傾角?,即可進行斜?交切割.斜角切割有?以下兩點好?處:a. 減少了道具?在切削過程?中的實際工?作契角β和?刃圓半徑R?a,又因斜角切?削不會改變?刀具的刃磨?角度,從而保證了?刀具的耐用?度；b.斜角切割時?,切削速度V?的方向不垂?直于切削刃?,沿著切削刃?方向有一個?速度分量V?刃，故切削刃相

10、?對于蘋果除?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?。本機先用λ?=5o 。 2）契角β 如圖b所示?，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γ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

11、刀刃鋒?利，以增加刃切?作用減小擠?推作用。本機選用：γ=63o～68o. 4）后角α 后角的作用?主要是在切?削過程中減?小后刃面與?加工對象（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?。由圖4（c）知，契角β，前角γ,后角α三者?的和為90?度，前面已選前?角為63o?～68o，契角為17?度，故本機后角?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。 圖4a 切

12、削角度示?意圖 圖4b 契角示意圖? 圖4c切削?角度示意圖? （5）削皮機構(gòu)的?結(jié)構(gòu)特點 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?的原動力彈?簧為0，則刀具臺能?夠轉(zhuǎn)動27?0度，完全能滿足?要求。本機采用螺?旋扭轉(zhuǎn)彈簧?，壓著刀具臺?使削皮刀片?在加工對象?表變有一定?壓力，能隨著被切?削物形狀的?變化而變化?

13、，達到削皮的?目的。 通過實驗知?，刀刃個刀具?臺之間的距?離為1mm?左右時，削皮質(zhì)量較?好（皮薄、已加工表面?光滑、切削阻力小?；小于此數(shù)值?時，刀刃在蘋果?表面易脫落?，增加了漏削?率；大于此數(shù)值?時，增加了切削?過程中的推?擠作用，已加工表面?的光潔度下?降。這個距離不?是固定不變?的，可以隨水果?的大小而適?當改變，有刀具上的?蝶形螺母控?制，簡單易操作?。 圖5 刀具實體圖? 3.3.2挖心切片?刀幾何參數(shù)?的確定 選幾種直徑?分別為70?,80,90mm的?蘋果，進行測定，取算術(shù)平均?值填入表中?，由數(shù)據(jù)知，蘋果心直徑?

14、為30mm?，長度為38?mm，頂尾部下陷?最大直徑為?17mm。以上數(shù)據(jù)作?為設(shè)計挖心?刀的尺寸依?據(jù)。該機挖心刀?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，使該機挖心?切削阻力小?，出渣容易. 圖6蘋果核?示意圖 表1.常見蘋果的?尺寸調(diào)查 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?。 圖5 挖心切片刀?片 該刀片為硬?度較高的鋁?合金材料制?成，在切削進給?過程中，果核將沿圓?孔型刀具直?線前進

15、，果肉隨著進?給軸的運動?，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，實現(xiàn)果肉和?果核的分離?。 3.3.3 固定吸盤的?選擇 圖6 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?成一個臨時?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?強差而進行?工作的一種?氣動原件，生產(chǎn)。 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

16、等?你，本機采用扁?平真空吸盤?，其特點是易?耗損、易使用、無污染、不傷工件等?特點。 真空吸盤的?吸力計算公?式為 W=(PxC)/101x1?0.13 本機設(shè)計采?用的吸盤模?型如圖7所?示 圖7 吸盤模型 如圖所示，本機采用的?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，擺動彎曲拉?桿，利用彎曲拉?桿擠壓吸盤?，達到固定機?器的作用。吸盤面積可?以適當增大?，在理想狀態(tài)?下，達到將水果?削皮機吸在?墻體上的效?果，節(jié)約擺放空?間。 二、 存在問題及?解決方措施

17、?。 1. 總體設(shè)計還?需注重細節(jié)?，不夠完善 本設(shè)計的許?多地方還需?要該進，如彈簧的選?擇，連桿長度要?求等都是在?未經(jīng)科學(xué)計?算的情況下?自行設(shè)計的?，如果要做出?實物模型，會出現(xiàn)許多?的小毛病，有可能影響?削皮質(zhì)量。雖然大致裝?配圖已經(jīng)完?成，大體設(shè)計方?案已經(jīng)確定?，但是裝配細?節(jié)上也有瑕?疵，還需要該進?。 2. 進給軸長度?和導(dǎo)程還需?要實驗是數(shù)?據(jù)確定。 3. 前期的設(shè)計?主要是為了?實現(xiàn)削皮機?的功能而設(shè)?計的，并未做過多?的人機原理?分析，需要在后期?的工作中加?強。 三、 后期工作安?排 1. 完善水果削?皮機裝配圖?，細致入微 在前期的設(shè)?計過程中，圖紙裝

18、配設(shè)?計方面存在?一些問題，如彈簧的選?擇和裝配，去核切片刀?的安裝位置?及其所存在?的安裝不緊?密的問題，其次，需要的緊固?件，螺釘螺母的?選擇，這些問題影?響著最終的?削皮效果，需要認真完?善。 2. 完成各工件?的數(shù)據(jù)計算?，確保設(shè)計的?可行性 前期雖然進?行了一部分?的計算，如刀具和吸?盤，但在這些還?遠遠不夠，進給軸和叉?刀的合理選?擇，機架整體的?受力情況都?需要清析的?理論支持，這將使后兩?周的主要工?作。 3.對已有設(shè)計?方案進行基?于人機工程?原理的改善?，使水果削皮?機更加貼近?使用者，貼近我們的?生活。 4. 后期進度計?劃 第11周 完善水果削?皮機各工作?部件的計算?，包括進行受?力分析。 第12周 對計算后不?符合要求的?尺寸進行修?改。 第13周 完善設(shè)計裝?配圖的各個?細節(jié)。 第14周 運用人機工?程學(xué)原理對?設(shè)計的水果?削皮機進行?改善。 第15周 完善該進細?節(jié)，將該水果削?皮機與市場?上的水果削?皮機設(shè)計方?案進行比較?。 第16周 構(gòu)建評價體?系和評價模?型，得出該削皮?機設(shè)計方案?的市場潛力?評分。 第17周 撰寫論文。 第18周 論文修改及?終稿完成，準備答辯。 注：1、正文：宋體小四號?字，行距22磅?。 2、中期報告裝?訂入畢業(yè)設(shè)?計（論文）附件冊。