蘋果制瓣機(jī)設(shè)計(jì)思路及具體步驟

1、蘋果切瓣機(jī)設(shè)計(jì)目錄一確定工藝3二工藝的順序31. 蘋果的裝夾32.定位43.去皮64.去另一端核105.去整核126.切瓣13三.執(zhí)行工藝的方式14四. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)15蘋果制瓣機(jī)設(shè)計(jì)一臺(tái)蘋果制瓣機(jī)，做罐頭的原料。我們先要了解的就是蘋果制瓣機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)。一是我們應(yīng)該要考慮的是蘋果制瓣機(jī)的效率，效率包括兩個(gè)方面，一個(gè)社會(huì)效益（用戶評價(jià)的要求），另一個(gè)就是經(jīng)濟(jì)效益；一是考慮的一個(gè)蘋果應(yīng)該切幾瓣。大部分的罐頭都是果肉的，沒有果皮和核的，所以設(shè)計(jì)一個(gè)怎么樣的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)蘋果的去皮，去核，分瓣等功能。而經(jīng)濟(jì)效益也就要考慮生產(chǎn)率的問題，也就是蘋果制瓣機(jī)在一個(gè)小時(shí)能夠完全加工多少斤的蘋果。社會(huì)效益問題也就是你生產(chǎn)

2、的產(chǎn)品有沒有消費(fèi)者認(rèn)可，生產(chǎn)產(chǎn)品成本的高低，分瓣工序是否緊湊，產(chǎn)品的外觀是否美觀和符合人體的要求，這些都是我們應(yīng)該去分析，創(chuàng)新和驗(yàn)證。才能合理的設(shè)計(jì)出蘋果制瓣機(jī)。一確定工藝蘋果的裝夾去皮去前胡去核去后胡分瓣二工藝的順序1. 蘋果的裝夾該工序是將蘋果裝夾在機(jī)器上,首要目的是完成下面的工序做準(zhǔn)備，為了盡量減少對蘋果破壞的情況下，實(shí)現(xiàn)裝夾，如果從外面夾在蘋果表面，而且蘋果的大小不同，幾何形狀都不同，則妨礙下道工序去皮，所以裝夾要從里面，在蘋果的尾端進(jìn)行裝夾最為何合理，使蘋果能在加工的過程中能承受比較大的力，保持好在裝夾刀的穩(wěn)定行，以方便以后的加工。從工藝的整個(gè)目的來考慮，在決定裝夾的位置后，需要進(jìn)行

3、的是裝夾的形式。在去皮的過程中不得影響去皮的整體工序過程，和去胡之間的連接性，從蘋果的自身角度上看，它的脆性是一定的，承受的壓力不易過大，為了不使其碎裂，所以不能在很小的表面上來支撐整個(gè)蘋果，所以選用三棱刀，使它在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中不打滑，而且還能不傷到蘋果。三棱刀（如圖1） 圖1 三棱刀有三個(gè)刀面，他對蘋果內(nèi)部的破壞很小，受力面積大而且均勻。能夠良好的裝夾蘋果，具有很好的穩(wěn)定性。三棱刀刀從蘋果尾部（后胡）裝入，并帶動(dòng)蘋果旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行下道工序的去皮。為了減低成本，我們選用人工的方法來將蘋果裝夾在刀具上，裝夾是間斷性的。裝夾的間隔時(shí)間不能太短也不能太長，人的反應(yīng)時(shí)間有限和要求要一定的生產(chǎn)率的，在人身安全

4、的前提下，必須要在合適的人機(jī)時(shí)間段內(nèi)裝夾。如果用機(jī)械裝夾，在現(xiàn)有的技術(shù)上來說會(huì)有一定的實(shí)現(xiàn)困難，而且也會(huì)增加大量的經(jīng)濟(jì)成本。所以綜合考慮選用人工的勞動(dòng)來實(shí)現(xiàn)裝夾。2.定位 為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合，在提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，我們因該要有多個(gè)工位的裝夾。如果一個(gè)工位，生產(chǎn)率不夠的，人工裝夾有一定的時(shí)間，是跟不上機(jī)器的速度的。蘋果制瓣的工作過程中的工序是比較多的，這樣會(huì)使機(jī)器的長度尺寸過長，在加工的過程中占據(jù)很大的空間，不是很實(shí)用。所以選擇了轉(zhuǎn)盤式，將三棱刀放在裝盤上，從而滿足各個(gè)工位的工作，還縮短機(jī)器長度。考慮到計(jì)算和對人的時(shí)間和工作效率的分析來定轉(zhuǎn)盤上有多少個(gè)定位，轉(zhuǎn)盤示意圖（如圖2）。 圖2定位是續(xù)裝

5、夾之后下一道必要的工序，是將裝夾好的蘋果移動(dòng)到指定的位置后加工。在蘋果制瓣機(jī)中應(yīng)考慮到蘋果插到三棱刀上后的定位。為了減小勞動(dòng)力，和一個(gè)準(zhǔn)確的定位，選用一個(gè)推進(jìn)的機(jī)構(gòu)來完成蘋果的定位。保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不脫落和移動(dòng)，蘋果的后端插入三棱刀來看，蘋果的前端可以采用機(jī)構(gòu)推蘋果的前端將蘋果自動(dòng)推入刀具中。這樣保證裝夾定位的深度和要求。執(zhí)行構(gòu)件的選用平面形狀來推進(jìn)蘋果，使其在在推進(jìn)中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和其他方向的移動(dòng)。而用對蘋果表面不會(huì)產(chǎn)生影響，接觸表面也大，不易壓壞蘋果表面，有利于去皮加工。其運(yùn)動(dòng)形式，為直線往復(fù)式的運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)如圖3 圖3此工件的形狀為圓形，尺寸不易過大，不要碰到其他刀具上。但是在直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不易速度

6、過快，應(yīng)該各執(zhí)行機(jī)構(gòu)相互協(xié)調(diào)，統(tǒng)一，而且必須滿足操作人員裝夾蘋果的時(shí)間就是人機(jī)的工作時(shí)間，以確保操作人員的人身安全。3.去皮去皮必須要做到適度，去掉不合要求的部分即可。去皮不足，不合要求，要增加工作量，去皮過度，原料消耗大，增加成本。當(dāng)蘋果被裝夾和定位完成后送入加工去皮工序時(shí)，因?yàn)樘O果的一端裝夾在三棱刀具上，要根據(jù)蘋果的自身幾何形狀，本身的特征進(jìn)行削皮.當(dāng)?shù)毒咴谵D(zhuǎn)動(dòng)中，刀具的力量要不宜太大，否則會(huì)使蘋果碎裂而脫落，而且在切削到最后的根部時(shí)要注意死角的切削，還要根據(jù)蘋果的幾何形狀來去皮，這樣就要求了刀具有兩種；一個(gè)是有仿型刀具來去皮，但由于蘋果大小不一，無法用一把仿型刀來加工蘋果的外皮。另一個(gè)是

7、用具有彈性的刀具，給其一定量的力來去蘋果的外皮。另外蘋果的定位如果在一個(gè)方向的話會(huì)使加工時(shí)產(chǎn)生受力不均，易使蘋果脫落，所以要有一個(gè)輔助裝卡的機(jī)構(gòu)，來達(dá)到去掉全部表皮的目的。所以辦法是，在裝夾的相對性上在蘋果中心軸處，形成對稱裝夾，切削會(huì)剩下兩端的皮，所以另一端的裝夾因該有兩種功能；一是加工使其受力勻，一是能去除蘋果一端的胡。（如圖4） 圖4從蘋果的特殊形狀上看，如果采用簡單的刀具不會(huì)實(shí)現(xiàn)凹凸不平的削皮加工，要在節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的基礎(chǔ)上，削皮因該皮在0.5mm以內(nèi)，甚至更加的精準(zhǔn)，這樣刀具的要求就更為精準(zhǔn)和復(fù)雜。根據(jù)大部分的蘋果測算，設(shè)計(jì)出于蘋果的圓弧狀相似的刀具，讓刀具在其表皮上方便的加工去皮。所

8、以刀具的刀刃應(yīng)該為仿型的，那么下面應(yīng)該讓整個(gè)刀具有個(gè)彈性的變化。開始時(shí)，蘋果由刀具的帶動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，去蘋果的皮要有一定的切削力，刀要鋒利，當(dāng)然蘋果的脆度也滿足了刀具的發(fā)揮，所以兩者的結(jié)合給了切削去皮的很大發(fā)展空間，但由于蘋果的尺寸不是非常規(guī)則，所以要達(dá)到完全切削就要有個(gè)彈性的機(jī)構(gòu)來完成，這樣就需要一個(gè)彈簧，來完成連續(xù)的切削任務(wù)，還能完成很多的不規(guī)則尺寸的蘋果的加工，蘋果的形狀是弧線的一種分類，要從蘋果的另一端開始，經(jīng)過環(huán)形的旋轉(zhuǎn)，逐漸的降低尺寸，最終把整個(gè)的皮去掉，當(dāng)然就像人工的削蘋果一樣，擔(dān)憂考慮到蘋果上的凹凸出，所以蘋果的刀具尺寸不能太大形狀應(yīng)該是隨著蘋果的形狀分的。所以也應(yīng)該是弧形的。從經(jīng)

9、濟(jì)上考慮，去的皮應(yīng)該越薄越好。這樣能提高經(jīng)濟(jì)，降低對成本的浪費(fèi)，生產(chǎn)的效率得到大大的提高。這樣角度的問題是解決問題的根本所在。當(dāng)?shù)毒咔邢鞯教O果兩端凹處時(shí)，為了達(dá)到能夠去掉其里面的皮，刀具不要?jiǎng)樱商O果的旋轉(zhuǎn)來主動(dòng)的靠近刀具，使被動(dòng)的切削。這樣進(jìn)行時(shí)是同步的間歇，所以在去皮刀和仿形刀在空間上獨(dú)立，不發(fā)生干涉，不會(huì)影響到被加工蘋果的質(zhì)量。從蘋果的特殊形狀上看，如果采用簡單的刀具不會(huì)實(shí)現(xiàn)凹凸不平的削皮加工，要在節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的基礎(chǔ)上，削到皮的1mm以內(nèi)，甚至更加的精準(zhǔn)，這樣刀具的要求就更為精準(zhǔn)和復(fù)雜。所以為了實(shí)現(xiàn)這一特殊的要求，我采用了仿形刀具。根據(jù)大部分的蘋果測算，設(shè)計(jì)出于蘋果的圓弧狀相似的刀具，

10、讓刀具在其表皮上方便的施工。所以設(shè)計(jì)出來的仿形刀具在加工上，既能起到輔助作用，又能完全去掉皮。那么刀具是怎么工作的呢，又和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)怎么配合的呢.下面進(jìn)行詳細(xì)的敘述。開始時(shí)，蘋果由刀具的帶動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，去蘋果的皮要有一定的切削力，刀要鋒利，當(dāng)然蘋果的脆度也滿足了刀具的發(fā)揮，所以兩者的結(jié)合給了切削去皮的很大發(fā)展空間，還由于蘋果的尺寸不是非常規(guī)則，所以要達(dá)到完全切削就要有個(gè)彈性的機(jī)構(gòu)來完成，這樣就需要一個(gè)彈簧，來完成連續(xù)的切削任務(wù)，還能完成很多的不規(guī)則尺寸的蘋果的加工，蘋果的形狀是弧線的一種分類，要從蘋果的另一端開始，經(jīng)過環(huán)形的旋轉(zhuǎn)，逐漸的降低尺寸，最終把整個(gè)的皮去掉，當(dāng)然就像人工的削蘋果一樣，擔(dān)憂考

11、慮到蘋果上的凹凸出，所以蘋果的刀具尺寸不能太大形狀應(yīng)該是隨著蘋果的形狀分的。所以也應(yīng)該是弧形的。從經(jīng)濟(jì)上考慮，去的皮應(yīng)該越薄越好。這樣能提高經(jīng)濟(jì)，降低對成本的浪費(fèi)，生產(chǎn)的效率得到大大的提高。這樣角度的問題是解決問題的根本所在。當(dāng)?shù)毒咔邢鞯教O果兩端凹處時(shí)，為了達(dá)到能夠去掉其里面的皮，刀具不要?jiǎng)?，要由蘋果的旋轉(zhuǎn)來主動(dòng)的靠近刀具，使被動(dòng)的切削。這樣進(jìn)行時(shí)是同步的間歇，所以在去皮刀和仿形刀在空間上獨(dú)立，不發(fā)生干涉，不會(huì)影響到被加工蘋果的質(zhì)量。所以在加工的過程中，對加工的的物體本身要有足夠的了解，知道其特征，才能使刀具和機(jī)構(gòu)的合作達(dá)到一體化。去皮的刀具如圖5 圖54.去另一端核在蘋果的表皮和一端的凹處去

12、掉后，下一道接下來的就應(yīng)該是去蘋果的另一端的胡，但是此時(shí)的蘋果還在裝夾的機(jī)器上面，這就需要被加工蘋果的轉(zhuǎn)移，也就是從一端的夾具撞到另一端上，當(dāng)然不會(huì)用人來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@時(shí)的蘋果是純凈的，不能將其破壞，所以此時(shí)的蘋果不能遭到任何的破壞。對此道工序的分析，有前面的蘋果和自身的特征，和去皮后的特殊狀況，再一次的分析，并考慮去皮后的連貫性。采用將蘋果自身從一個(gè)夾具撥到另一個(gè)的夾具上，這樣能夠降低在轉(zhuǎn)移的過程中產(chǎn)生的副作用，更好的保護(hù)好蘋果的質(zhì)量。如果用機(jī)器手，會(huì)使它的表面遭到破壞，但是此時(shí)蘋果相當(dāng)?shù)拇嗳跛允艿缴源蟮睦锞蜁?huì)破壞。所以機(jī)器手或人工的卡具就是非常不合適的，另外蘋果的接下來還需要經(jīng)過去核，分瓣

13、。所以在整體的加工過程中，要考慮的全面。不能因?yàn)橐徊降姆奖悖诱`了整體的布局和規(guī)劃。那么應(yīng)該按照整體的布局來規(guī)劃這一步驟，要達(dá)到省時(shí)省力，提高效率，達(dá)到衛(wèi)生。 因?yàn)榇藭r(shí)的蘋果尾部還有一些皮的殘留，他的存在，給了再次的裝夾提供了一部分的作用力，使蘋果從一個(gè)夾具的蘋果低端被撥向另外的夾具，這樣對中性好，不至于偏心，有利于下一部的加工。在蘋果的第二此裝夾以后，還要進(jìn)行一次夾具的確定，當(dāng)然還像上面所分析的，要考慮到后續(xù)的工序正常的進(jìn)行。取出一端胡的刀具如圖6 圖6接下來的工序里我要完成去核，切半：首先，要從蘋果的自身來考慮。其實(shí)，夾具不能和去核發(fā)生那個(gè)干涉。最后，夾具有利于切半的實(shí)現(xiàn)使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這

14、兩點(diǎn)可以得出:一，此時(shí)的夾具還要采用插具，使其固定，而且此時(shí)的狀態(tài)不適合旋轉(zhuǎn)，所以插具不能旋轉(zhuǎn)，插具的中間應(yīng)該是凹的。二，把核的中間空出，為以后的去核留下足夠的刀具施展空間，避免干涉。三此插具的應(yīng)該是小的，避免傷害到蘋果，并有利于切瓣。從這三點(diǎn)了；就可以確定插具的形式，應(yīng)該是四片刀組成，刀片的刃不有接近四分之一的圓弧槽，四片在圓上對稱排放。這樣既可。這種插具能實(shí)現(xiàn)和去核刀具的不干涉，實(shí)現(xiàn)去順利切片，提高了工作效率，結(jié)構(gòu)更加緊湊。夾具如圖6 圖65.去整核根據(jù)上面的描述，下面就是去掉整個(gè)的核，因?yàn)榇藭r(shí)沒有切半，所以核在果肉中，對其加工只能用仿形的插入刀具并有旋轉(zhuǎn)的功能。此時(shí)的蘋果已經(jīng)去掉了皮，所

15、以在硬度上一定會(huì)有所減弱，所以要從蘋果的自身來考慮，還不能直接用仿形刀來加工，還需要仿形刀具來處理，是蘋果能承受應(yīng)有的最小力。所以在施刀之前先考慮應(yīng)不應(yīng)該打孔，因?yàn)榍懊娴难b夾已經(jīng)有了孔，所以蘋果的受害就大大的減小了。打孔時(shí)采用一把很薄的刀具，插入蘋果的一端，采用管刀的旋轉(zhuǎn)，給蘋果的軸向進(jìn)給，這樣無論從蘋果的自身考慮，還是從整體的系統(tǒng)來說都是相當(dāng)合理的。這樣去核刀具進(jìn)入后，就會(huì)將核破壞掉，此仿形刀具是根據(jù)對果核的統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到的統(tǒng)一的尺寸，使得應(yīng)用到大部分的蘋果的場合。去核刀具如圖7 圖76.切瓣這是就完成可蘋果制瓣機(jī)的最后加工過程。但是此時(shí)的刀具要選用在一個(gè)圓盤上的分為四片的刀具，也就是上面的裝

16、夾去皮后的蘋果。這樣切削的時(shí)候，會(huì)使其他工作同時(shí)進(jìn)行，所以這時(shí)的帶動(dòng)蘋果推向（進(jìn)一步）四片刀具里面，蘋果就分成四瓣。的切出后的果瓣會(huì)掉入容器內(nèi)，這樣就完成了生產(chǎn)制瓣的目的。三.執(zhí)行工藝的方式 確定了工藝后，要確定加工的方式，這個(gè)過程比較復(fù)雜，如果說上面的工藝順序是合理的，那加工的法方法不當(dāng)是很難達(dá)到預(yù)期的技術(shù)條件。 第一，裝夾定位是為了削皮準(zhǔn)備的，這個(gè)過程要簡單的選用裝夾工具，目的是方便削皮更加的簡單易行。 第二，蘋果是不規(guī)則的，要選用什么樣刀具進(jìn)行削皮，讓到主動(dòng)的去削皮顯然是不行的，所以要讓蘋果旋轉(zhuǎn)起來。這樣才能使蘋果相形刀在運(yùn)動(dòng)的蘋果上切削。另外加緊的工件是要牢固的，不能松動(dòng)。 第三，固定

17、好后就是去皮了，首先要確定蘋果的形狀和拋物線的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)然天下的蘋果沒有兩個(gè)是完全一樣的，所以就要讓刀的運(yùn)動(dòng)更加的按合理的線條運(yùn)行。 第四，蘋果的表皮要去的完全，不能還有半點(diǎn)的殘留，這上面的技術(shù)要求是相當(dāng)嚴(yán)的，所以上面的分級這一步是相當(dāng)有必要的。如果說蘋果的質(zhì)量欠佳，那么等到以后時(shí)在經(jīng)過整分類處理，盡量的節(jié)省成本，減少損失。 第五，就是將蘋果從原來的裝夾工具上轉(zhuǎn)換到另外的裝夾機(jī)構(gòu)當(dāng)中，當(dāng)然這次的裝夾要注意下步去核的部分，避開與去核刀的沖突。也就是不能再用中軸定位，裝夾的位置也不能接觸到蘋果核，內(nèi)部的固定方法就不再試用了。 第六，蘋果的分瓣是選用是十字刀具來完成的。先將十字刀具固定蘋果的一端插

18、入十字刀，但是不易過深，否則會(huì)影響核的整體結(jié)構(gòu)。十字刀可以很穩(wěn)定的固定蘋果，另外，去過程所留下來到問題，可以得到解決，只要在蘋果的另外一段增加一個(gè)仿形的刀具就可以了，與上一步驟的仿形很相像。 第七，去核的過程并不是一下子就可以搞定的，要根據(jù)果核的不規(guī)則性來選取刀具的形狀。同樣的，一般的刀具是不能完成真相負(fù)責(zé)的任務(wù)，只有仿形的刀具是才能完成。但是仿形刀具并不能直接進(jìn)入的，必須預(yù)先打孔，之后仿形刀具才能進(jìn)到里面去核。對于仿形刀具是有要求的，仿形的刀具是一半的，而不是整個(gè)的原形，是一半的，這樣才能更好的參與到挖核當(dāng)中去，而不會(huì)傷害到果肉，另外還應(yīng)該考慮到在去核過程中產(chǎn)生的殘?jiān)６蔚难b夾的固定裝置是

19、十字刀完成的，這時(shí)的刀具是不能運(yùn)動(dòng)的，如果不這樣會(huì)損壞蘋果，所以只有刀具可以在蘋果內(nèi)部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 最后，就是切瓣，把蘋果切成四瓣，當(dāng)?shù)诙蔚难b夾以后，得到的就是一少部分的蘋果已經(jīng)被十字刀具切入，當(dāng)然這是只要深深的切入就會(huì)分開四瓣，適當(dāng)?shù)耐饬涂傻玫轿覀冃枰臒o皮，無核的蘋果果肉。四. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是具體工作所具體的原機(jī)構(gòu)，裝置的總稱。從一開始，是從工件的裝夾，裝夾是為了削皮準(zhǔn)備的，所以是不能影響到削皮的，上面已經(jīng)說到這一點(diǎn)。我采用的是縱向貫穿的固定方式，具體的我采用了三棱刀具固定。并實(shí)現(xiàn)了裝夾定位。而后的者將被固定在高速的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)當(dāng)中，但動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)齒輪，齒輪帶動(dòng)這根軸進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)蘋果的額旋轉(zhuǎn)。大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刀