目前,莲仁去心主要采用钻头沿莲心轴线将莲心钻削成灰的方法。由于莲仁是自然生长的植物,其外形不规则,莲仁去心用其外轮廓定位时,容易导致钻头钻偏,使莲仁内部有莲心残留,这不仅影响去心质量,同时会增加去心过程的加工损耗。为提高莲仁去心质量,本文对莲仁滚动定心机理进行研究,根据莲仁自适应去心原理建立了莲仁定心精度的评价指标;测量和分析了影响莲仁定心精度的莲仁相关几何参数;采用动力学分析方法,找到了影响莲仁定心精度的相关参数,并获得了滚动定心机构相关参数对莲仁滚动定心精度的影响规律;通过去心试验,获得了保证莲仁定心精度的最优工艺参数。具体研究内容如下:1.影响莲仁去心质量的几何参数测量与分析。用三坐标测量方法测得了莲仁的外形尺寸、球度、外轮廓横截面圆度误差,获得了相关几何参数的分布规律,发现莲仁圆度误差沿其长轴方向呈近似抛物线规律变化,越靠近最大截面位置,其圆度误差越小。用分组试验法研究了莲仁球度和横截面圆度误差对莲仁定心精度的影响规律,发现莲仁的球度越大,莲仁的定心精度越低;莲仁的横截面圆度误差越大,莲仁的定心精度越低。2.莲仁滚动定心过程动力学分析。分析了定心辊轮的转速、定心辊轮的材料及表面粗糙度和压辊的自重等参数对莲仁所受摩擦力的影响;基于刚体动力学原理,用ZYX型欧拉角表达了莲仁在运动过程中方位的变化,建立了莲仁在运动过程的欧拉角运动学微分方程和莲仁运动的欧拉方程,并推导了莲仁的动力学方程。3.莲仁滚动定心过程仿真分析。建立了莲仁和定心机构的仿真模型,利用Recurdyn软件对各因素进行了仿真试验,得到定心辊轮的转速范围在100r/min~200 r/min之间、定心辊轮的静摩擦系数范围在0.4~0.8、压辊自重在8N~14N之间的条件下,质心跳动较小,摆正效果理想。4.莲仁去心试验与参数优化。用正交试验方法,测试了辊轮转速、辊轮静摩擦系数、压辊自重等因素对定心精度的影响,确定了最优因素组合为:定心辊轮转速135r/min、莲仁与定心辊轮间静摩擦系数0.35、压辊自重14N,测得其莲仁去心孔与其几何轴线同轴度误差为0.35mm,莲仁去心孔径与钻头直径的偏差为0.17mm,相比原有去心工艺参数,莲仁的定心精度有较大的提升。本文所取得的相关工艺参数,可为莲仁去心加工设备的设计提供参数选择依据。