可分離式食物攪拌機疏汁機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計及薄壁零件快速成型

朱秀娟，何仕賢

（1.廣東佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東佛山 528137；2.佛山市三水合成塑膠五金制品有限公司，廣東佛山 528132）

0 前言

傳統(tǒng)的食物攪拌機疏汁機構(gòu)的放汁口往往設(shè)置在容器側(cè)面靠下的位置，與水嘴位置相接。水嘴內(nèi)設(shè)按鈕，出汁口設(shè)有封口裝置，按壓按鈕后，通過封堵裝置封住出液口。其缺點在于水嘴的封堵裝置位于出水口，水嘴不能拆洗[1]。長期使用，殘渣集聚在水嘴內(nèi)，易腐爛變質(zhì)，影響衛(wèi)生，同時會堵塞疏汁通道，導(dǎo)致攪拌機不能正常使用。

1 攪拌機疏汁機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計

1.1 疏汁與停汁

食物攪拌機整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。疏、停汁關(guān)鍵靠一杠桿組合部件，如圖2中所示，杠桿結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)管18、支軸8、翹臂19等。工作原理如下。

1.1.1 疏汁

如圖1、圖2所示，當(dāng)水杯放在底座置杯接水處，水杯將壓觸翹臂19，杠桿結(jié)構(gòu)順時針翹動，導(dǎo)管18將向上頂起導(dǎo)液槽4。而容器1與機座2結(jié)合處設(shè)有卡槽9，與支軸8相扣，支軸8與導(dǎo)液槽4相連，且靠近導(dǎo)液槽4的疏汁口位置。當(dāng)導(dǎo)液槽繞著支軸8轉(zhuǎn)動，尾部被導(dǎo)管18向上頂起時，水口向下傾斜，便于汁液流出。同時導(dǎo)液槽4順次向上頂開閥體6，容器中的汁液將依次沿容器底部輸汁管3、導(dǎo)液槽4、導(dǎo)管18順利流出。

圖1 食物攪拌機整體結(jié)構(gòu)圖

1.1.2 停汁

將水杯拿開后，如圖1所示，在彈簧20的作用下，杠桿復(fù)位，閥體6在彈簧7的作用下向下運動，輸液管3被封閉，停止疏汁，翹臂19伸出外側(cè)，便于下次疏汁。

疏、停汁具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1.2 拆洗原理

如圖4導(dǎo)液槽的立體結(jié)構(gòu)圖所示，設(shè)有槽蓋17、卡位槽16等，其中卡位槽16與圖5閥體6的凸起部15相扣（如圖5所示），這種扣合使閥體6與導(dǎo)液槽4之間既能實現(xiàn)裝配定位，又是便于拆卸的活動組合。清洗攪拌機時，只需取下容器、拆下槽蓋17、分離閥體和導(dǎo)液槽，即可實現(xiàn)水嘴關(guān)鍵疏汁機構(gòu)直接清洗。

圖2 圖1中杠桿的立體結(jié)構(gòu)圖

圖3 容器底部、疏汁管、導(dǎo)液槽、杠桿、閥體聯(lián)接結(jié)構(gòu)

2 薄壁零件快速成型

手板制作是工業(yè)設(shè)計的必要階段，在家電產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用越來越廣泛。手板制作包括手工制作和數(shù)控手板。數(shù)控手板制作常用CNC加工、激光快速成型加工（RP）兩種。本文重點介紹RP加工中的光敏樹脂選擇性固化加工技術(shù)，即SLA技術(shù)。

圖4 導(dǎo)液槽的立體結(jié)構(gòu)圖

圖5 閥體6的具體結(jié)構(gòu)圖

本款攪拌機手板制作，以典型零件薄壁導(dǎo)液槽為例，進(jìn)行光敏樹脂快速成型加工，關(guān)鍵步驟如下。

2.1 STL文件格式設(shè)置

STL文件格式是常用的快速成型文件格式，該格式采用三角網(wǎng)格系列組合，以擬合三維實體模型的表面，在利用CAD軟件進(jìn)行復(fù)雜曲面建模并轉(zhuǎn)換成STL格式時，必須合理設(shè)置轉(zhuǎn)換參數(shù)，以滿足模型精度和加工效率要求[2]。

圖6 導(dǎo)液槽實體模型

本研究采用Pro/E 5.0野火版使用拉伸，混合等指令構(gòu)建的曲面零件（零件名稱為導(dǎo)液槽）如圖6所示。零件為薄壁零件，壁厚為0.5 mm。

本設(shè)計以Pro/E 5.0野火版為例，STL格式的轉(zhuǎn)換過程參數(shù)，弦高輸入0（默認(rèn)修改為0.008 200即為軟件系統(tǒng)最高精度0.01），角度控制輸入0（默認(rèn)修改為即為0.000 000 1），即對零件進(jìn)行了三角片劃分。STL文件導(dǎo)出如圖7所示。輸出結(jié)果如圖8所示。

2.2 薄壁曲面模型快速成型參數(shù)設(shè)置

使用西安交通大學(xué)SLA快速成型機SPS450機型，其最大打印尺寸450 mm×450 mm×350 mm，單層制作層厚為0.1 mm，精度達(dá)到0.01 mm，通過SLA光固化成型技術(shù)，激光掃描液面形成固體薄片，通過材料的透光率和粘結(jié)度實現(xiàn)層層堆疊。

圖7 STL文件導(dǎo)出

設(shè)備使用Magic快速成型數(shù)據(jù)處理軟件，RP Build模型成型軟件，模型材料與支撐材料均采用液態(tài)光敏樹脂。

Magic能打開STL格式的文件，打開文件如圖7所示，輸出結(jié)果如圖8所示。

（1） 支 撐 平面。不同的支撐平面制作效果有所不同，此零件選擇最大的平面為支撐平面。本研究中壁厚為0.5 mm，光斑直徑為0.2 mm，為確保零件能順利成型卻保證表面精度，所以選擇最大平面為支撐平面。如圖9所示。

圖8 STL文件輸出結(jié)果

（2）縫合爛面。通過縫合爛面命令檢測零件是否完整。

圖9 支撐面選擇

（3）基礎(chǔ)層。基礎(chǔ)層即位基礎(chǔ)支撐層，一般使用6 mm這個參數(shù)。

（4）放置位置。確定工件在工作臺的位置。

（5）加載支撐。選擇加載支撐的命令，支撐自動加載后檢查每支撐是否合理，并手工修改及連接。

（6）分層切片。對加載的支撐進(jìn)行仿真分層切片處理，檢查模型加工過程中是否有懸空。

（7）輸出網(wǎng)板。模型和支撐數(shù)據(jù)輸出網(wǎng)板數(shù)據(jù)為slc格式的切片文件。

2.3 快速成型制作

（1）檢查設(shè)備網(wǎng)板是否干凈、設(shè)備參數(shù)是否正常，環(huán)境的溫度與濕度是否在正常范圍內(nèi)。

（2）在快速成形設(shè)備的計算機上，用RpBuild加載數(shù)據(jù)的slc文件。

（3）檢查樹脂溫度是否在預(yù)定值。

（4）檢查樹脂槽液面是否達(dá)到預(yù)定值（進(jìn)行液面微調(diào)）。

（5）選擇仿真模式。

（6）開始制作。

成型實體如圖10所示。

圖10 導(dǎo)液槽成型實體

3 結(jié)語

創(chuàng)新后的食物攪拌機，能通過按壓杠桿，頂起閥體，徹底排放容器中的汁液，然后可取下容器，用拆下槽蓋、直接清洗導(dǎo)液槽的方式清洗疏汁口，實現(xiàn)分離拆洗攪拌機功能，操作便捷可靠，使用安全衛(wèi)生。利用快速成型方法進(jìn)行家電產(chǎn)品手板制作，簡單方便、效率高，同時可大大降低成本，尤其對于薄壁零件的制作，優(yōu)勢明顯。

［1］何仕賢.漏液機構(gòu)可拆洗的攪拌機［P］.中國專利：200520056782.7，2006-11-22

［2］肖蘇華.復(fù)雜薄壁零件手板模型的快速成型研究［J］.機電工程，2014（12）：1583-1586.