花式年糕加工機設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　花式年糕加工機設(shè)計</b></p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘　要</b

3、></p><p>　　摘要：年糕作為一種食品，在中國具有悠久的歷史。然而，現(xiàn)如今，在中國，飲食中的“色、香、味”，年糕只包含了“香與味”，其中的“色”還是沒有體現(xiàn)出來。本文通過設(shè)計一副模具，將年糕注進模具中來得到年糕的花式，即年糕的“色”， 通過改變模具中的型芯形狀，我們可以設(shè)計出各種我們想要的花式年糕。我們通過圓盤的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)花式年糕的自動化生產(chǎn)，其中在圓盤的周邊設(shè)置六個距離相等的位置用于放置六副模具，

4、通過圓盤的轉(zhuǎn)動，推桿經(jīng)過軌道的軌跡使得模具實現(xiàn)了合模、注模、保壓、冷卻成型、開模、脫模的過程。因這幾個過程都需要一定的停留時間，因此選用步進電機作為動力，實現(xiàn)圓盤每轉(zhuǎn)過60°后都能停留一段時間。在設(shè)計模具時，考慮到米粉與水充分融合轉(zhuǎn)變成年糕需要充分?jǐn)D壓，將注射機的注入口延長?？紤]年糕的粘度較高，以及年糕與凝料容易分離，澆口設(shè)計為扇形澆口，年糕的凝固溫度大致在40℃左右，因此在模具開模后用冷氣降溫和脫模的時間段自然冷卻。<

5、/p><p>　　關(guān)鍵詞：花式年糕加工機；模具；工作圓盤；自動化生產(chǎn)。</p><p>　　The Design of Fancy cakes Machine</p><p>　　Abstract: In China, Rice cakes as a kind of food has a long history. However, nowadays, in China

6、, rice contains only a "sweet and taste "in the diet of "color, aroma, taste," one of the "color" still not reflected. This article through the design a pair of mold, will pudding note into

7、a mold to get rice cakes of the fancy, namely rice cakes "color", by changing the shape of the cores of die, we can design the various we want fancy rice cakes. We through the rotating disk to realize the autom

8、atio</p><p>　　Key words：Fancy cakes working machine；mould；work disk； automation product。</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　摘　要I</b></p><p>　　The

9、Design of Fancy cakes MachineII</p><p><b>　　目　錄III</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1年糕的介紹1</p><p>　　1.2花式年糕的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p&g

10、t;　　2花式年糕加工機的介紹2</p><p>　　2.1設(shè)計要求2</p><p>　　2.1.1設(shè)計任務(wù)2</p><p>　　2.1.2設(shè)計參數(shù)2</p><p>　　2.2花式年糕機設(shè)計方案的比較分析與論證2</p><p>　　2.2.1方案設(shè)計2</p><p&

11、gt;　　2.2.2設(shè)計方案的選擇3</p><p>　　2.3初選電機4</p><p><b>　　3模具設(shè)計5</b></p><p>　　3.1模具結(jié)構(gòu)分析5</p><p>　　3.1.1工作流程5</p><p>　　3.1.2分型面的選擇7</p>

12、<p>　　3.1.3型腔數(shù)目和配置7</p><p>　　3.1.4注入系統(tǒng)設(shè)計8</p><p>　　3.1.5冷卻系統(tǒng)11</p><p>　　3.1.6成型零部件設(shè)計11</p><p>　　3.1.7脫模機構(gòu)設(shè)計12</p><p>　　3.1.8導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計13<

13、/p><p>　　3.1.9注射機選擇14</p><p><b>　　3.2校核14</b></p><p>　　3.2.1鎖模力校核14</p><p>　　3.2.2模具厚度校核14</p><p>　　3.2.3模具開模行程校核15</p><p>

14、<b>　　4轉(zhuǎn)動軸16</b></p><p>　　4.1轉(zhuǎn)動軸的參數(shù)設(shè)置16</p><p>　　4.2轉(zhuǎn)動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計16</p><p>　　4.2.1擬定軸上的裝配方案16</p><p>　　4.2.2軸的尺寸計算17</p><p>　　4.2.3軸上零件的軸向

15、定位17</p><p>　　4.2.4軸上圓角及倒角尺寸18</p><p>　　4.3軸的力學(xué)計算18</p><p>　　4.3.1軸上載荷18</p><p>　　4.3.2校核軸的強度20</p><p>　　4.3.3精確校核軸的疲勞強度20</p><p>　

16、　5結(jié)論及展望25</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><p>　　附錄錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　年糕的介紹</b>

17、;</p><p>　　年糕是用黏性大的米或米粉蒸成的糕，是農(nóng)歷年的應(yīng)時食品。春節(jié)，我國很多地區(qū)都有講究吃年糕。年糕有黃、白兩色，象征金銀，年糕又稱“年年糕”，與“年年高”諧音，寓意著人們的工作和生活一年比一年提高。所以前人有詩稱年糕：“年糕寓意稍云深，白色如銀黃色金。年歲盼高時時利，虔誠默祝望財臨”。</p><p><b>　　花式年糕的發(fā)展現(xiàn)狀</b></

18、p><p>　　年糕發(fā)展到現(xiàn)在，各個地區(qū)都有各種不同的年糕，如北方年糕：可蒸或炸,以甜味為主。北京年糕包括江米或黃米制成的紅棗年糕、百果年糕及白年糕；山西則習(xí)慣以黃米粉制作年糕,可以油炸,還可用豆沙或棗泥作餡等等；如江南年糕：江浙一帶的年糕呈白色,本身屬淡味,由粳米跟糯米按一定比例混合制成,可根據(jù)個人喜好調(diào)整兩者比例,喜歡吃軟的可提高糯米的比例,喜歡吃硬的則相反。煮法可蒸、炸、切片炒或煮湯。其中寧波慈城的年糕最富勝名

19、,常見做法有雪菜肉絲湯年糕、薺菜炒年糕等,上海的排骨年糕也別具特色等等不一而足。年糕在中國發(fā)展到現(xiàn)在，種類與做法都有很大的提高，各種各樣，但是，其形狀卻是沒有得到發(fā)展，目前便只有橢圓形的長條年糕與扁細形的火鍋年糕。然而隨著市民生活水平不斷提高，人們吃東西不僅講究口味、健康也注重外觀。既更加注重“色、香、味”，因此，在以后，年糕的形狀，既“色”，將是年糕的發(fā)展趨勢之一，像我們的近鄰韓國年糕的樣式多種多樣：有空心的、五角星形的等，這使得年糕

20、做為傳統(tǒng)的食品的同時也是一件優(yōu)美的藝術(shù)品，給人以美得享受，同時促進食欲。</p><p>　　因此花式年糕加工能夠滿足人們的需求，它不僅可以使我們享受傳統(tǒng)美味的同時，還能給于我們美的享受，同時降低生產(chǎn)成本、簡化了生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，因此未來將能越來越得到年糕生產(chǎn)廣泛關(guān)注。</p><p>　　花式年糕加工機的介紹</p><p><b>　　設(shè)計要求&

21、lt;/b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1、掌握一般的機械設(shè)計原理與方法；</p><p>　　2、理解年糕加工機的工作原理結(jié)構(gòu)特點；</p><p>　　3、總體結(jié)構(gòu)與主要參數(shù)的確定，及電機的合理選擇；</p><p>　　4、年糕機制作花式年糕部分

22、及輔助裝置的設(shè)計計算；</p><p>　　5、完成總裝圖一份，零件圖若干份；</p><p>　　6、完成畢業(yè)設(shè)計計算說明書。</p><p><b>　　設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　本設(shè)計為了得到一種通過不同模具能夠生產(chǎn)各式形狀的花式年糕加工機，花式年糕的尺寸約為30mm30mm30mm，為了保證花式年糕的

23、生產(chǎn)效率，在此選用圓盤的設(shè)計思路，現(xiàn)準(zhǔn)備在圓的四周放置6個模具，放置模具的容積為360mm360mm360mm，因此定圓盤的外圓半徑R為540mm。</p><p>　　花式年糕機設(shè)計方案的比較分析與論證</p><p><b>　　方案設(shè)計</b></p><p>　　方案1：采用一副模具，利用一模多件來生產(chǎn)花式年糕，通過調(diào)節(jié)注射機的開合模時

24、間、注射壓力、鎖模力等，來生產(chǎn)花式年糕。如圖2-1：</p><p>　　圖2-1 年糕注射圖</p><p>　　方案2：采用大圓環(huán)的設(shè)計，在圓的邊上放上模具。實現(xiàn)模具在圓轉(zhuǎn)動的同時實現(xiàn)開合模的過程，當(dāng)模具運動到圓的最下方時，將年糕注進模具中，隨著圓的緩慢轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)花式年糕在模具中定型，冷卻，開模，出模，清洗，合模的過程。如圖2-2：</p><p>　　圖2-2

25、 圓盤轉(zhuǎn)動圖</p><p><b>　　設(shè)計方案的選擇</b></p><p>　　對于方案1來說最大的缺點在于效率不高，由于冷卻需要時間，大約幾分鐘才能生產(chǎn)一模花式年糕，這使得生產(chǎn)效率相當(dāng)?shù)牡拖隆?lt;/p><p>　　對于方案2，由于跟隨大圓一起轉(zhuǎn)動，相應(yīng)的冷卻時間加長了，而在圓的四周安放6個模具，使工作效率也提高了相對于方案1來說不僅繼承

26、了方案1的優(yōu)點，還避免了方案1的缺點。</p><p>　　故選方案2為本文的設(shè)計方案。</p><p><b>　　初選電機</b></p><p>　　為了保證冷卻以及定時停留的效果，初選用步進電機：57BYG350BL-0601。 其中</p><p>　　圖2-3 步進電機的含義</p><p

27、>　　表2-1 步進電機的系數(shù)</p><p><b>　　模具設(shè)計</b></p><p><b>　　模具結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　圖3-1為模具的整體結(jié)構(gòu)，如下所示：</p><p><b>　　圖3-1 模具圖</b></p><p

28、>　　1、支承釘 2、動模座板 3、推板 4、推板固定板 </p><p>　　5、8、13、內(nèi)六角圓柱頭螺栓 6、支撐塊 7、推桿 </p><p>　　9、下型芯 10、動模板 11、上型芯 12、定模座板 </p><p>　　14、定位環(huán) 15、澆口套 16、冷卻通道 17、導(dǎo)柱 </p>&

29、lt;p><b>　　18、導(dǎo)套</b></p><p><b>　　工作流程</b></p><p><b>　　注射機的動作流程</b></p><p>　　米粉在和水后通過料筒，經(jīng)過注射機的加熱器，加熱到118℃。完成后，注座液壓缸將注射機拉回，在經(jīng)過圓盤轉(zhuǎn)過60度所需的時間后，注座液壓缸

30、重新將注射機推出，使其噴嘴與模具的澆口套的圓弧重合后，將年糕的料注入模具后，再次拉回，如此重復(fù)運動。</p><p>　　圓盤與模具的動作關(guān)系</p><p>　　當(dāng)年糕的料注入模具中后，在圓盤轉(zhuǎn)過120度的過程中，模具一直處于合模狀態(tài)，在這個過程中，實現(xiàn)花式年糕的定型與冷卻；圓盤在轉(zhuǎn)動120度~180度的過程中，模具緩慢開模，由于拉料桿的拉料作用，花式年糕留在動模的一邊；圓盤在轉(zhuǎn)動180

31、度~240度的過程中，其年糕在空氣中自然冷卻并在240度這個位置上用冷空氣再次將花式年糕冷卻變硬；圓盤在轉(zhuǎn)動240度~300度的過程中，推桿緩慢的將花式年糕推出模具，當(dāng)其運動到300度這個位置上時，清洗模具型腔；圓盤在轉(zhuǎn)動300度~360度的過程中，模具緩慢合模。</p><p><b>　　模具的動作流程</b></p><p>　　隨著圓盤轉(zhuǎn)動，模具漸漸分開，推板

32、（10）與定模板（12）分離，由于拉料桿（17）對澆注系統(tǒng)凝料的作用，年糕制品留在動模板上，當(dāng)移動一定距離（大于年糕制品的厚度）后，用推桿（7）將年糕制品推出，最后將澆注系統(tǒng)凝料與制品分離。最后，在圓盤轉(zhuǎn)動一圈后，模具復(fù)位，如此重復(fù)。如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 模具整體運作過程圖</p><p><b>　　分型面的選擇</b></p>

33、<p>　　分型面是指分開模具取出制品和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們在這里選用與合模方向垂直的分型面。</p><p>　　選擇設(shè)計分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在制品斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時在選擇設(shè)計分型面時還應(yīng)考慮以下因素：</p><p>　　1

34、）分型面的選擇應(yīng)便于制品脫模并簡化模具結(jié)構(gòu)；</p><p>　　2）分型面的選擇應(yīng)考慮制品的技術(shù)要求；</p><p>　　3）分型面應(yīng)盡量選擇在不影響制品外觀的位置；</p><p>　　4) 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣；</p><p>　　5）分型面的選擇應(yīng)有利于模具零件加工；</p><p>　　6）分型面的選

35、擇應(yīng)考慮注射機的技術(shù)參數(shù)。</p><p>　　根據(jù)上述原則，模具的分型面選擇如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 分型面示意圖</p><p><b>　　型腔數(shù)目和配置</b></p><p>　　為使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證精度，模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種

36、：1）、根據(jù)經(jīng)濟性能確定型腔數(shù)目；2）、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目；3）、根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目； 4）、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。本例中取型腔數(shù)目為8。</p><p>　　多型腔在模板上排列形式通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合形等，在設(shè)計時注意以下幾點：</p><p>　　1、盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。</p><p>

37、　　2、型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。</p><p>　　3、盡量使型腔排列緊湊，以便減小模具的外形尺寸。</p><p>　　本例中的型腔數(shù)目為8，采用H形對稱式布置。如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 型芯數(shù)目分布圖</p><p><b>　　注入系統(tǒng)設(shè)計</b>

38、;</p><p>　　注入系統(tǒng)是指模具從注射機噴嘴到型腔入口的制品熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成，其設(shè)計的是否合理，對注射成型的過程和制品的質(zhì)量多有直接的影響，因此設(shè)計注入系統(tǒng)時應(yīng)該注意一下問題:</p><p>　　應(yīng)考慮成型花式年糕的工藝特性；</p><p>　　1、澆口位置、數(shù)量的設(shè)計要有利與熔體的流動，避免產(chǎn)生渦流、噴射等現(xiàn)象，有利

39、于排氣；設(shè)計時應(yīng)預(yù)先分析熔接痕的位置及對制品質(zhì)量的影響；</p><p>　　2、應(yīng)盡量縮短熔體到型腔的流程，以減少壓力損失；</p><p>　　3、避免高壓熔體對型芯和嵌件的沖擊，以防止型芯的變形和嵌件的位移；</p><p>　　4、盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減少原材料的損耗；</p><p>　　5、澆口的設(shè)置要便于冷凝料的去除，

40、不影響制品的外觀。</p><p><b>　　A、主流道設(shè)計</b></p><p>　　主流道是連接噴嘴與分流道的通道，通常和噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，改善料流的速度。如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5 主流道示意圖</p><p>　　主要參數(shù)：錐角=2

41、6;～4°；內(nèi)表面粗糙度；小端直徑d=噴嘴直徑+(0.5～1)mm；半徑R=噴嘴球面半徑+(1～2)mm；H=3～5mm；r=1～3mm。</p><p>　　主流道要與年糕熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材進行單獨的加工與熱處理。因為年糕為食品，所以，選擇Cr17鐵素體不銹鋼，其具有耐腐蝕性能與抗氧化性能好，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點，并淬火

42、處理到50～55HRC。澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖3-6。</p><p>　　圖3-6 澆口套示意圖</p><p><b>　　B、分流道設(shè)計</b></p><p>　　在設(shè)計分流道時，要注意：1）流經(jīng)分流道的熔體溫度和壓力的損失要少。為此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容積要小，四是少折彎；2）要使分流道的固化時間稍慢于制品的固化

43、時間，以利保壓、補縮和壓力傳遞；3）要使熔料能迅速而又均勻地進入各型腔，故在多型腔設(shè)計時，在保證模具結(jié)構(gòu)強度前提下，力求采用平衡進料，而且在保證模具結(jié)構(gòu)強度前提下，力求緊湊、集中；4）便于加工，便于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，免于制造專用刀具。</p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的進料通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。</p><p>　　1、分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀

44、有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等。為減少壓力損失和傳熱損失，我們這里就選用圓形分流道。</p><p>　　2、分流道的尺寸：可以根據(jù)注料的品種來粗略地估計分流道的尺寸D=2mm。 </p><p>　　3、分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。其布置形式有平衡式與非平衡式兩類，這里

45、選用非平衡式的布置方法。其優(yōu)點是型腔排列緊湊，分流道設(shè)計簡單，便于冷卻系統(tǒng)的設(shè)計安排。</p><p><b>　　C、冷料穴設(shè)計</b></p><p>　　冷料穴設(shè)置于主流道對面的動模板上。其作用在于存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑（6mm），長度約為主流道大

46、端直徑。</p><p><b>　　D、澆口設(shè)計</b></p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對制品的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是制品熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。該模具采用扇形澆口，其是一種寬度沿澆口方向逐漸增加呈扇形，而澆口的深度逐漸減少的側(cè)澆口，即是側(cè)澆口

47、的一種變異。在注射過程，由于澆口深度不斷減小，使制品熔體流動時橫向得到更均勻地分配，從而減少流紋和定向效應(yīng)。同時于點澆口相比較，其更加容易充滿型腔，且容易使得制品與冷凝料的分離。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)</b></p><p>　　冷卻系統(tǒng)主要運用制冷器來冷卻花式年糕，使得花式年糕定型，減少年糕的黏性。其安裝在圓盤開模的位置。</p>&l

48、t;p><b>　　成型零部件設(shè)計</b></p><p>　　A、成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　成型零件在工作時與制品直接接觸，成型制品。進行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，既要考慮保證獲得合格的制品，又要便于加工制造，還要注意盡量節(jié)約貴重模具材料，以降低模具成本。</p><p><b>　　B、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b&

49、gt;</p><p>　　凹模又稱型腔，它是成型制品外部輪廓的零件。有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式凹模、組合式凹模、整體嵌入式凹模、鑲拼組合式凹模，瓣合式凹模等，我們根據(jù)凸模的結(jié)構(gòu)形式選擇組合式凹模，他將凹模單獨加工后與動模板進行裝配而成。型芯與動模板所用材料為Cr17不銹鋼。</p><p><b>　　C、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p&g

50、t;　　凸模（即型芯）是成型制品內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。我們根據(jù)凹模的結(jié)構(gòu)形式選擇組合式凸模，他將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成。型芯與動模板所用材料為Cr17不銹鋼。</p><p><b>　　脫模機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　A、脫模機構(gòu)的設(shè)計原則</p><p>　　應(yīng)避免制品在脫模時變形甚至損壞

51、。為此目的，必須：</p><p>　　正確分析并計算制品包緊力的大小、部位和阻力中心，以選擇適宜的脫模結(jié)構(gòu)，并使推出力的重心盡可能與脫模阻力中心重合。</p><p>　　推出制品時的著力點應(yīng)力求靠近型芯以減少力臂的長度。同時其著力點也應(yīng)力求在制品剛度和強度的最大部位之處，著力面積亦應(yīng)盡可能大些以減少應(yīng)力的集中。</p><p>　　著力點應(yīng)力求對稱、均衡，以確保

52、推出平衡。</p><p>　　推出位置應(yīng)力求設(shè)在制品內(nèi)表面，并且不影響裝配之處；或?qū)ν庥^質(zhì)量影響不大的部位——尤其是選用推桿推出的結(jié)構(gòu)時，更當(dāng)注意。</p><p>　　結(jié)構(gòu)合理，脫模可靠，運動靈活，制造簡便，裝卸更換和維修方便。</p><p>　　選材合理，熱處理得當(dāng)，經(jīng)久耐用、好用。</p><p>　　B、脫模機構(gòu)類型的選擇<

53、/p><p>　　從模具中推出制品和澆注系統(tǒng)凝料的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。按推出零件對機構(gòu)分類，可以分為推桿推出、推管推出、推件板推出、推塊推出和多元件聯(lián)合推出等；這里我們采用推桿推出機構(gòu)。</p><p><b>　　C、脫模力計算</b></p><p>　　脫模力是指將制品從型芯上脫出時所需克服的阻力。它主要包括由制品的收縮引起的制品與型芯的摩擦阻

54、力和大氣壓力。脫模力的大小與制品的厚薄及其形狀有關(guān)。薄壁的矩環(huán)形制品的脫模力計算公式如下：</p><p>　　…………………………………………（3-1）</p><p>　　式中F——脫模力(N)；</p><p>　　——矩環(huán)形制品的壁厚(mm)；</p><p>　　S——制品平均成型收縮率；</p><p>

55、　　l——塑件對形芯的包容長度（mm）；</p><p>　　——型芯的脫模斜度（°）；</p><p>　　f——制品與形芯之間的摩擦系數(shù)；</p><p>　　E——制品的彈性模量(MPa)；</p><p><b>　　——制品的泊松比；</b></p><p><b>

56、　　——無量綱系數(shù)</b></p><p>　　A——盲孔制品型芯在垂直脫模方向上投影面積（mm2）</p><p><b>　　花式年糕的脫模力：</b></p><p>　　脫模力F=8×F1=282.6N</p><p><b>　　導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計</b></p>

57、;<p>　　導(dǎo)向機構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種，本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。</p><p><b>　　1、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟效益，使用有肩導(dǎo)柱。材料為Cr17不銹鋼。</p><p><b>　　2、導(dǎo)柱的布置</b></p

58、><p>　　為確保動模和定模只按一個方向合模，采用等直徑導(dǎo)柱的不對稱布置。為保護型芯不受損壞，導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)，即正裝。</p><p><b>　　3、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　導(dǎo)套選用帶頭導(dǎo)套，材料同導(dǎo)柱。</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)套按一般配合要求，固定部分H7/m6，導(dǎo)向定位部分H7/f6。<

59、;/p><p><b>　　注射機選擇</b></p><p>　　制品體積為4，澆注系統(tǒng)凝料的體積為10，總體積為42，選用SZ-60/40型號的注射成型機。其相關(guān)參數(shù)見表3-1：</p><p>　　表3-1 SZ-60/40 螺桿式注射機主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　校核</b>&l

60、t;/p><p><b>　　鎖模力校核</b></p><p>　　按F≥KpA分公式校核鎖模力。其中，F(xiàn)為注射機的最大鎖模力；p為模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)熔體的平均壓力）；A為所有制品、流道和澆口在分型面上的投影面積之和。K為壓力損耗系數(shù)，一般取1.1-1.2。由于其材料為年糕，其屬于中等粘度，查相關(guān)資料得：p為29.6-34.4MPa，取p=30MPa進行校核。A分是分

61、型面上的投影面積，經(jīng)計算，得到八個花式年糕的投影面積約為205mm2，澆注系統(tǒng)的投影面積約為208mm2，則四個制品、流道和澆口在分型面上的投影面積之和A分為413mm2。</p><p>　　因此：KpA =1.1×30×413N=13.6kN</p><p>　　故 F=40kN≥13.6kN 滿足要求。</p><p><b>

62、　　模具厚度校核</b></p><p>　　注射機允許安裝的模具最高厚度為270mm；模具實際厚度 H=250mm。</p><p>　　注射機允許安裝的模具實際厚度H≤注射機允許安裝的模具最大厚度，故模具厚度滿足要求。</p><p><b>　　模具開模行程校核</b></p><p>　　本例注射機最

63、大開模行程與膜厚無關(guān)。模具為單分型面注射模，可按下式校核： S≥H1+H2+H3+（5-10）mm</p><p>　　其中，注射機最大開模行程S為250mm；制品的推出距離H1為7.5mm；制品的總高度H2為15mm；凝料的總高度H3為60mm。</p><p>　　H1+H2+（5-10）mm=7.5mm+15mm+60mm+10mm=92.5mm</p><p&g

64、t;　　顯然，注射機最大開模行程S≥92.5mm，模具的開模行程足夠。</p><p>　　通過以上的校核和計算可以選擇SZ-60/40型號的注射成型機。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)動軸</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)動軸的參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

65、，若取聯(lián)軸器的傳動效率為，則</p><p>　　P1=0.75×0.99×0.99=0.735kw</p><p>　　又因為是用聯(lián)軸器所以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩與電機相同：n1=1r/min；T1=7162.5Nm </p><p>　　由于圓盤相似于齒輪，所以當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動模具開合時，對類齒輪結(jié)構(gòu)造成的力有徑向力和軸向力，類齒輪自身有圓周力。現(xiàn)設(shè)安全角度α

66、為20°。 </p><p>　　圓周力Ft=2T1/d2=2×7162500/1080=13264N ……………………………………（4-1） </p><p>　　徑向力 ………………………………（4-2）</p><p>　　軸向力…………………………………（4-3）</p><p>

67、<b>　　轉(zhuǎn)動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　軸的計算通常是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后進行校核計算，計算準(zhǔn)則是滿足軸的強度或剛度要求，必要時還應(yīng)校核軸的振動穩(wěn)定。（以下依據(jù)機械設(shè)計P378~P383）</p><p><b>　　擬定軸上的裝配方案</b></p><p>　　本設(shè)計方案在2.2.1已分析選定，如圖4

68、-1所示</p><p>　　圖4-1 軸的裝配方案示意圖</p><p><b>　　軸的尺寸計算</b></p><p>　　根據(jù)軸向定位要求，現(xiàn)計算軸的各段直徑及長度如下：</p><p>　　1、為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，且軸徑最好與電機軸徑保持一致取Ⅰ-Ⅱ=78mm，故?、?Ⅲ

69、段的直徑Ⅱ-Ⅲ=90mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取D=80mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L =80mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)?、?Ⅱ=78mm。</p><p>　　2、根據(jù)深溝球軸承的寬度得到LⅡ-Ⅲ=54mm.</p><p>　　3、根據(jù)步進電機與轉(zhuǎn)動圓盤之間的安全關(guān)系，取LIII-IV=165mm。<

70、/p><p>　　3、圓盤的左端采取軸肩定位，軸肩高度h＞0.07d，故取h=20mm，則軸環(huán)處的直徑dIV-V=120mm，軸環(huán)寬度b≧1.4h，取LIV-V=28mm。</p><p>　　4、由左圓盤的寬度為為50mm，因此取LV-VI =50mm，因圓盤中心孔徑為90mm，故取dV-VI =90mm。</p><p>　　5、由于軸的VI-VII部分不是其受力集

71、中區(qū)域，因此，其直徑可以相對小一點，取為dVI-VII=80mm。因兩圓盤之間的距離為520mm，所以取LVI-VII=520mm。</p><p>　　6、軸的VII-VIII部分由圓盤、軸承套筒以及深溝球軸承等組成，因圓盤的寬度為50mm，套筒和深溝球軸承的寬度為109mm，軸承端蓋以及軸承的余量為30mm。.因此LVII-VIII=189mm，因圓盤的中心孔為90mm，取dVI-VII=90mm。</

72、p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑與長度。</p><p><b>　　軸上零件的軸向定位</b></p><p>　　圓盤、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按IV-V由《機械設(shè)計》書中表6-1查得平鍵截面b×h=25mm×14mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45 mm，同時為了保證類齒輪與軸配合有良好的對中性，

73、故選擇類齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為22mm14mm50mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。</p><p><b>　　軸上圓角及倒角尺寸</b></p><p>　　參考《機械設(shè)計》中表15-2，取軸端面倒角尺寸為2.5X45°，各軸肩處圓角半徑為R2.5。</p><p><b&g

74、t;　　軸的力學(xué)計算</b></p><p>　　軸的計算通常是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后進行校核計算，計算準(zhǔn)則是滿足軸的強度或剛度要求，必要時還應(yīng)校核軸的振動穩(wěn)定。</p><p><b>　　軸上載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計算簡圖。確定軸承的支點位置時，作為簡支梁的軸的支承跨距=203mm。根據(jù)軸的

75、計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如圖4-2所示</p><p>　　圖4-2 彎矩和扭矩示意圖</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面C處的、及的值列于表4-1</p><p>　　表4-1 截面C相關(guān)計算</p><p><b>　　校核軸的強度</b><

76、/p><p>　　按照彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度，進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計算應(yīng)力為：</p><p>　　……………（4-4）</p><p>　　前已選定軸的材料為40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此<，故安全。

77、</p><p>　　精確校核軸的疲勞強度</p><p><b>　　判斷危險端面</b></p><p>　　截面A，II，III，B只受扭矩作用，雖然鍵槽、螺紋及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面A，II，III，B均無需校核。</p><p>　　

78、從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面IV和V處過盈配合處引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面IV的應(yīng)力集中的影響和截面V的相近，但截面IV不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸直徑最大，故截面C也不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面IV左右兩側(cè)即可。</p&

79、gt;<p>　　截面IV左側(cè)相關(guān)計算</p><p>　　按表15-4中的公式得：</p><p>　　抗彎截面系數(shù) …………………（4-5）</p><p>　　抗扭截面系數(shù) … ……………… (4-6)</p><p><b>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為</b></p&

80、gt;<p><b>　　……… (4-7)</b></p><p>　　………………… (4-8)</p><p><b>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為</b></p><p>　　………………………… (4-9)</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得，，。&l

81、t;/p><p>　　過盈配合處的，由附表3-8用插值法求出，并取 ……………（4-10）</p><p><b>　　于是得：</b></p><p>　　=3.16 =0.83.16=2.53</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為：</p><p>&l

82、t;b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p><p>　　………… (4-11)</p><p>　　…………… (4-12)</p><p>　　所以軸在截面IV左側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p>　　……… (4-13)</p><p><b>　　… (4-14)</b>&

83、lt;/p><p>　　……… (4-15)</p><p><b>　　故可知其安全。</b></p><p>　　C、截面IV右側(cè)計算：</p><p>　　按表15-4中的公式計算得：</p><p>　　抗彎截面系數(shù) …………………(4-16)</p><p

84、>　　抗扭截面系數(shù) …………………(4-17) </p><p>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　……………………（4-18）</p><p>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：</p><p>　　………………………（4-19）</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)

85、及，按附表3-2查的。因,，經(jīng)插值后可查得：</p><p>　　=2.0，=1.32</p><p>　　又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p><b>　　， </b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4）為</p><p><b>　　………（4

86、-20）</b></p><p><b>　　………（4-21）</b></p><p>　　由附圖3-2的尺寸系數(shù)；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強化處理，即，則按式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為<

87、;/p><p>　　…………（4-22）</p><p>　　………………（4-23）</p><p>　　又由§3-1及§3-2得碳鋼的特性系數(shù)：</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p>&l

88、t;p>　　所以軸在截面IV右側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p>　　……………（4-24）</p><p><b>　　……（4-25）</b></p><p>　　……………（4-26）</p><p>　　故該軸在截面V右側(cè)的強度也是足夠的。本設(shè)計因無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。至

89、此，軸的設(shè)計計算即告結(jié)束。</p><p><b>　　結(jié)論及展望</b></p><p>　　本設(shè)計是具有自動化生產(chǎn)功能的花式年糕加工機，其通過模具來加工，可實現(xiàn)生產(chǎn)出有花樣的年糕。經(jīng)過這次的設(shè)計，讓我把在大學(xué)所學(xué)到的專業(yè)知識從理論運用到了實際操作中，通過實踐，了解到自己在專業(yè)知識上有哪些不足，并且進一步的鞏固了我的專業(yè)知識。同時也讓我對自己也有了更深一點的了解，讓

90、我看到了在某些方面的不足，使我自己以后能更好的完善自我。在設(shè)計的過程中，也接觸了不少其他新知識，新內(nèi)容，例如步進電機等，讓自己學(xué)到了不少的東西?？傊?，這個設(shè)計對我來說意義深遠，是我大學(xué)四年所學(xué)知識的一個總結(jié)！</p><p>　　雖然現(xiàn)階段年糕生產(chǎn)半自動半手工的還比較多，且年糕的樣式也比較單一。但相信隨著類似于本設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計不斷開發(fā)深入，在不久的將來我們可以在我們的餐桌上看到多種多樣像是有花生、腰果等形狀的花式

91、年糕。</p><p>　　隨著人們生活水平的提高，花式年糕加工機將能夠滿足人們的需求，它不僅可以使我們享受傳統(tǒng)美味的同時，還能給于我們美的享受，同時降低生產(chǎn)成本、簡化了生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，因此未來將能越來越得到年糕生產(chǎn)廣泛關(guān)注。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計[M]. 北京：高

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