可换刀头去核机的造型

闫旭辉

摘要：可换刀头去核机是在原有去核机的基础上对其进行可换刀头的改进，分析整台机器的组成及工作原理后，设计过程以Solidworks为软件平台，基于对整台机器从外型到局部的需要，进行仿真建模，装配并进行干涉检查，最终完成可换刀头去核机的造型。

关键词：去核机 设计 刀头 Solidworks

中图分类号：Th692.9 文献标识码：A 文章编号：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

山楂是我们日常生活中一种常见的水果，随着人们保健意识的增强，山楂以其特有的优良品质被认识和了解，已经越来越受到大众的喜爱。山楂同时兼具药、食两种价值，它不仅是一种重要的中药药材，更是调解口味的美食，各种以山楂为主要原料的精美小吃已成为百姓生活的有益补充。但山楂好吃，核难去，例如最常见的冰糖葫芦，它是一种大众日常休闲经常会购买的新鲜美味小食，为了给食客更好的消费体验，卖家在制作冰糖葫芦时，通常就需要将山楂的核去掉。而无论对山楂进行何种加工，去核都是一个必需要面对的问题。目前市场上的山楂去核机存在一个重要的缺陷，就是刀头和刀杆都是一体成型的，长期使用必然导致刀头不锋利，而要更换刀头是一件比较麻烦的事情，具体操作是将整个机器拆开后才能更换，即将刀头、刀杆拆掉，将新的刀头、刀杆装上，这样的替换浪费时间，成本也比较高，为了解决这个问题，在这里对其进行了创造性的改进。

依据上述需要特设计一种去核机，论述过程主要以去山楂核为主。这种去核机属于水果加工机械领域。

1 去核机的组成

本设计所涉及到的山楂去核机，最下面是底座，支撑杆的一端固定在底座上，支撑杆的另一端安装着刀杆活动架，在刀杆活动架下面为托盘；刀杆活动架上安装有刀杆，刀杆上分别安装有复位弹簧和刀头；支撑杆和刀杆上分别有下固定铆钉和上固定铆钉与把手连接。所述托盘的正中央开有山楂定位凹槽，凹槽的底部有孔，其大小较环形刀头直径略大；刀杆的下部开有刀杆螺丝；刀头上开有刀头螺丝和刀头沟槽，且刀头沟槽的宽度不小于1毫米。

2 去核机的设计

有了上述思路，具体的设计主要是通过计算机辅助设计软件Solidworks来加以实现。Solidworks是目前中小企业常用的三维设计软件，它主要运用参数化及特征造型技术，进行快速创建和修改模型，可以大大缩短产品的设计周期，并且详细真实地反映设计师的思想。[1]同时Solidworks还是一个开放的设计系统，它能够在系统环境下模拟地进行零件的三维建模、装配、干涉检查、仿真、数控加工的定制等，可实现产品设计、模拟、制造的全流程数据统一。[2]Solidworks是时下设计领域使用比较广泛的三维应用软件，与其它相关软件具有良好的转换接口。

对山楂去核机的设计，首先在Solidworks软件中对所需各零件进行建模，而后进行模拟装配，并进行干涉检查、受力分析等，对检查中出现问题的零件进行必要的数据调整，无误后即可装配得到如下所示的图1。

在上面的各图中各组成部分名称如下：1、复位弹簧，2、把手，3、刀杆，4、定位凹槽，5、托盘，6、底座，7、支撑杆，8.1、下固定铆钉，8.2、上固定铆钉，9、刀杆活动架，10、刀头，11、刀头沟槽，12.1、刀杆螺丝，12.2、刀头螺丝。

各零件利用三维软件Solidworks设计好后，第一种方案可以通过中间软件与数控加工中心相连，按照设计加工出相应的零件。第二种方案可利用较为前沿的3D打印技术进行，现在的3D打印已不再是初期局限于石膏、塑料等，使用不锈钢、合金等多种材料已成为现实，3D打印机与电脑连接，依据传输的三维作品，运行相关程序即可将零件打印出来。[3]

对于这种去核机而言，刀头是整台机器的核心零件，也是易损件，刀头材料的选取是關键，建议选用碳素工具钢，碳素工具钢含碳量是百分之零点七到百分之一点二，是硬度较高、价格低廉的优质钢，比较适合选做该去核机的刀头。[4]复位弹簧采用碳素弹簧钢即可，碳素弹簧钢弹性较好，有很强的抗应力特性。[5]去核机的底座及其它零件没有特殊要求，能够完成加工需要即可，材料可不限，如塑料、铁或混合材料等均可。

3 具体实施方式

结合以上各图，对本设计作进一步的说明。

如图1所示，去核机包括底座6和固定在底座6上的支撑杆7，支撑杆7的顶端安装有刀杆活动架9，在刀杆活动架9的下面有托盘5；刀杆活动架9上安装有刀杆3，刀杆3上分别安装有复位弹簧1和刀头10；支撑杆7和刀杆3上分别有下固定铆钉8.1和上固定铆钉8.2与把手2连接。

上面所述托盘5的正中央开有山楂定位凹槽4；刀杆3的下部开有刀杆螺丝12.1；刀头10上开有刀头螺丝12.2和刀头沟槽11，且刀头沟槽11的宽度不小于1毫米。

去核机具体工作过程如下：将山楂平放置于山楂的定位凹槽处，尽量使山楂顶部朝上，柄部朝下（有的山楂带柄，凹槽底部有孔，这样可以保证准确定位，并易于取下切压出的核并顺利去掉）。向下按压把手，刀头、刀杆向下移动，弹簧被拉伸，环形刀头向下依次环切山楂顶部、山楂核、山楂柄部，继续向下并切压出被环切部分，去掉山楂核，取下山楂，弹簧复位带动刀头、刀杆向上复位，完成一次山楂去核。刀头两侧沟槽的设计主要是用于解决刀头切割过程中偶尔卡核的现象，一旦山楂核卡在了刀头中，可以利用其它工具通过沟槽将其剔出。

4 结语

这种山楂去核机最显著的特点是：刀头和刀杆是通过设计在各自上面的刀头螺丝和刀杆螺丝进行旋紧固定。实现了刀头和刀杆的分离，刀头不锋利了，直接将原有刀头拧下替换成新刀头即可。不需要将整机拆下将刀杆连同刀头一起更换了，省时、省力，是对原有类似机械的创造性改进，并且成本低廉的山楂去核机。

推而思之，这种山楂去核机的使用也可用作其它水果的去核，如更改零件尺寸即对苹果、梨等较大水果去核；亦可更改尺寸对樱桃、枣等较小水果去核。

参考文献

[1]赵罘，杨晓晋，张云杰.Solidworks2008中文版基础设计教程[M].北京：清华大学出版社，2008.2.

[2]宋晓梅，张莹.Solidworks2010中文版基础教程主编[M].北京：人民邮电出版社，2012.1.

[3]杨永强，刘洋，宋长辉.金属零件3D打印技术现状及研究发展[J].机电工程技术，2013，4，1-8.

[4]尹传华.金属工艺学（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2010.106.

[5]尹传华.金属工艺学（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2010.110.