可分离式食物搅拌机疏汁机构创新设计及薄壁零件快速成型

朱秀娟，何仕贤

（1.广东佛山职业技术学院，广东佛山 528137；2.佛山市三水合成塑胶五金制品有限公司，广东佛山 528132）

0 前言

传统的食物搅拌机疏汁机构的放汁口往往设置在容器侧面靠下的位置，与水嘴位置相接。水嘴内设按钮，出汁口设有封口装置，按压按钮后，通过封堵装置封住出液口。其缺点在于水嘴的封堵装置位于出水口，水嘴不能拆洗[1]。长期使用，残渣集聚在水嘴内，易腐烂变质，影响卫生，同时会堵塞疏汁通道，导致搅拌机不能正常使用。

1 搅拌机疏汁机构创新设计

1.1 疏汁与停汁

食物搅拌机整体结构如图1所示。疏、停汁关键靠一杠杆组合部件，如图2中所示，杠杆结构包括导管18、支轴8、翘臂19等。工作原理如下。

1.1.1 疏汁

如图1、图2所示，当水杯放在底座置杯接水处，水杯将压触翘臂19，杠杆结构顺时针翘动，导管18将向上顶起导液槽4。而容器1与机座2结合处设有卡槽9，与支轴8相扣，支轴8与导液槽4相连，且靠近导液槽4的疏汁口位置。当导液槽绕着支轴8转动，尾部被导管18向上顶起时，水口向下倾斜，便于汁液流出。同时导液槽4顺次向上顶开阀体6，容器中的汁液将依次沿容器底部输汁管3、导液槽4、导管18顺利流出。

图1 食物搅拌机整体结构图

1.1.2 停汁

将水杯拿开后，如图1所示，在弹簧20的作用下，杠杆复位，阀体6在弹簧7的作用下向下运动，输液管3被封闭，停止疏汁，翘臂19伸出外侧，便于下次疏汁。

疏、停汁具体结构如图3所示。

1.2 拆洗原理

如图4导液槽的立体结构图所示，设有槽盖17、卡位槽16等，其中卡位槽16与图5阀体6的凸起部15相扣（如图5所示），这种扣合使阀体6与导液槽4之间既能实现装配定位，又是便于拆卸的活动组合。清洗搅拌机时，只需取下容器、拆下槽盖17、分离阀体和导液槽，即可实现水嘴关键疏汁机构直接清洗。

图2 图1中杠杆的立体结构图

图3 容器底部、疏汁管、导液槽、杠杆、阀体联接结构

2 薄壁零件快速成型

手板制作是工业设计的必要阶段，在家电产品设计中应用越来越广泛。手板制作包括手工制作和数控手板。数控手板制作常用CNC加工、激光快速成型加工（RP）两种。本文重点介绍RP加工中的光敏树脂选择性固化加工技术，即SLA技术。

图4 导液槽的立体结构图

图5 阀体6的具体结构图

本款搅拌机手板制作，以典型零件薄壁导液槽为例，进行光敏树脂快速成型加工，关键步骤如下。

2.1 STL文件格式设置

STL文件格式是常用的快速成型文件格式，该格式采用三角网格系列组合，以拟合三维实体模型的表面，在利用CAD软件进行复杂曲面建模并转换成STL格式时，必须合理设置转换参数，以满足模型精度和加工效率要求[2]。

图6 导液槽实体模型

本研究采用Pro/E 5.0野火版使用拉伸，混合等指令构建的曲面零件（零件名称为导液槽）如图6所示。零件为薄壁零件，壁厚为0.5 mm。

本设计以Pro/E 5.0野火版为例，STL格式的转换过程参数，弦高输入0（默认修改为0.008 200即为软件系统最高精度0.01），角度控制输入0（默认修改为即为0.000 000 1），即对零件进行了三角片划分。STL文件导出如图7所示。输出结果如图8所示。

2.2 薄壁曲面模型快速成型参数设置

使用西安交通大学SLA快速成型机SPS450机型，其最大打印尺寸450 mm×450 mm×350 mm，单层制作层厚为0.1 mm，精度达到0.01 mm，通过SLA光固化成型技术，激光扫描液面形成固体薄片，通过材料的透光率和粘结度实现层层堆叠。

图7 STL文件导出

设备使用Magic快速成型数据处理软件，RP Build模型成型软件，模型材料与支撑材料均采用液态光敏树脂。

Magic能打开STL格式的文件，打开文件如图7所示，输出结果如图8所示。

（1） 支 撑 平面。不同的支撑平面制作效果有所不同，此零件选择最大的平面为支撑平面。本研究中壁厚为0.5 mm，光斑直径为0.2 mm，为确保零件能顺利成型却保证表面精度，所以选择最大平面为支撑平面。如图9所示。

图8 STL文件输出结果

（2）缝合烂面。通过缝合烂面命令检测零件是否完整。

图9 支撑面选择

（3）基础层。基础层即位基础支撑层，一般使用6 mm这个参数。

（4）放置位置。确定工件在工作台的位置。

（5）加载支撑。选择加载支撑的命令，支撑自动加载后检查每支撑是否合理，并手工修改及连接。

（6）分层切片。对加载的支撑进行仿真分层切片处理，检查模型加工过程中是否有悬空。

（7）输出网板。模型和支撑数据输出网板数据为slc格式的切片文件。

2.3 快速成型制作

（1）检查设备网板是否干净、设备参数是否正常，环境的温度与湿度是否在正常范围内。

（2）在快速成形设备的计算机上，用RpBuild加载数据的slc文件。

（3）检查树脂温度是否在预定值。

（4）检查树脂槽液面是否达到预定值（进行液面微调）。

（5）选择仿真模式。

（6）开始制作。

成型实体如图10所示。

图10 导液槽成型实体

3 结语

创新后的食物搅拌机，能通过按压杠杆，顶起阀体，彻底排放容器中的汁液，然后可取下容器，用拆下槽盖、直接清洗导液槽的方式清洗疏汁口，实现分离拆洗搅拌机功能，操作便捷可靠，使用安全卫生。利用快速成型方法进行家电产品手板制作，简单方便、效率高，同时可大大降低成本，尤其对于薄壁零件的制作，优势明显。

［1］何仕贤.漏液机构可拆洗的搅拌机［P］.中国专利：200520056782.7，2006-11-22

［2］肖苏华.复杂薄壁零件手板模型的快速成型研究［J］.机电工程，2014（12）：1583-1586.