一種機(jī)械類制圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置

劉偉成+林方寬+陳明鑫+郭饒

摘要：機(jī)械類繪圖對繪圖的筆芯有嚴(yán)格的要求，而現(xiàn)有的轉(zhuǎn)筆刀只能削圓錐形筆芯，完全不能滿足機(jī)械類繪圖筆芯的要求，而傳統(tǒng)的機(jī)械類畫圖筆芯是用美工刀削芯，此種方法笨拙、耗時長而且具有一定的危險性。所以針對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了一種能滿足機(jī)械類繪圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置，并且方便操作，結(jié)構(gòu)新穎，制造成本低，適合大批量生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械類繪圖；削芯轉(zhuǎn)筆刀；方便操作；制造成本低

1引言

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，無論是設(shè)計、還是制造各種機(jī)械設(shè)備，都離不開圖樣。所以圖樣是表達(dá)設(shè)計思想、傳遞設(shè)計信息和指導(dǎo)生產(chǎn)的重要工具，是生產(chǎn)中重要的技術(shù)資料。因此圖樣常被喻為“工程界技術(shù)界的通用語言”。作為工程技術(shù)人員，沒有掌握這種“語言”，就無法從事專業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)工作。

從事機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)就必須要掌握機(jī)械制圖，學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的過程中，可以直觀、形象地建立起三維空間概念，慢慢的學(xué)會從平面思維過渡到空間思維。最重要的是擁有從由實(shí)物畫圖到由圖紙想象到實(shí)物的能力，只有掌握了這種能力，才能在以后的生產(chǎn)工作中順利完成各種加工任務(wù)和設(shè)備的裝配工作。在各種圖紙中又有著尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求、工藝結(jié)構(gòu)等，圖紙中所用標(biāo)注都是有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的不能胡編亂造，機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格體現(xiàn)了機(jī)械行業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，而國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)又向著國際機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在靠齊。在未來，機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)內(nèi)將會有著一致的標(biāo)準(zhǔn)，更便于我國的機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)技術(shù)人才和國外同行業(yè)的人才交流，如果沒學(xué)好基礎(chǔ)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，那這個行業(yè)在世界上只會退步！學(xué)好手繪畫圖的基礎(chǔ)，不僅能夠養(yǎng)成認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的工作作風(fēng)，更可以交流到世界上先進(jìn)的

工程技術(shù)人員用鉛筆進(jìn)行手工繪圖。這就如同計算機(jī)時代人人還要掌握手算一樣。不僅僅是習(xí)得基本技能，也是作為一名機(jī)械人對那種老一輩手動，精細(xì)，盡職精神的傳承。然而學(xué)習(xí)手繪圖紙就是練習(xí)與致敬的過程，一幅幅圖紙從手中繪出，基礎(chǔ)知識就會熟記于心，了解所繪零件的投影、剖視、基本畫法等。由于機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)的嚴(yán)謹(jǐn)性，唯一性，機(jī)械類繪圖對繪圖的筆芯有嚴(yán)格的要求，而現(xiàn)有的轉(zhuǎn)筆刀只能削圓錐形筆芯，完全不能滿足機(jī)械類繪圖筆芯的要求，而傳統(tǒng)的機(jī)械類畫圖筆芯是用美工刀削芯，此種方法笨拙、耗時而且具有一定的危險性。因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計出一種能滿足機(jī)械類繪圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置。

2制圖的基本知識和基本技能

2.1制圖的基本規(guī)定

為了便于國際貿(mào)易和國際間技術(shù)合作與技術(shù)交流，國際工程界必須具有統(tǒng)一的技術(shù)語言。因此，國際標(biāo)注化組織（ISO）制定了“技術(shù)制圖和“機(jī)械制圖”的國際標(biāo)準(zhǔn)，即“ISO”標(biāo)準(zhǔn)。為此，我國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，以國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，即在等效、等同或參照采用國際標(biāo)準(zhǔn)的原則下，制定了中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，用CB或CB/T表示。通常稱為制圖標(biāo)準(zhǔn)。制圖標(biāo)準(zhǔn)一般包括制圖的基本規(guī)定，基本表示法、特殊表示法和圖形符號四類標(biāo)準(zhǔn)。本文主要介紹制圖基本規(guī)定方面（圖線的一些標(biāo)準(zhǔn)）。

2.1.1圖線

在繪制機(jī)械圖樣時，必須采用CB/4457.4-2002《機(jī)械制圖 圖樣畫法 圖線》規(guī)定的圖線。圖線寬度的選擇在機(jī)械圖樣上，采用粗、細(xì)兩種線寬，他們的比例為2：1。粗線（粗實(shí)線、粗虛線、粗點(diǎn)畫線）的寬度d在0.25-2mm之間選擇，而細(xì)線（細(xì)實(shí)線、波浪線、虛線、點(diǎn)畫線和雙點(diǎn)劃線）的寬度均為d/2.<1><2>

3機(jī)械類制圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理

3.1機(jī)械類制圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析

針對市場上轉(zhuǎn)筆刀削鉛筆過程中，只能削制圓錐形鉛筆芯，隨著畫圖劃線使用，鉛筆芯使用的消耗、磨損，導(dǎo)致所畫的線條越來越寬，需要時時關(guān)注，經(jīng)常削制。采用小刀進(jìn)行手工削制時，不容易操作，很容易傷手，并且還需要用砂紙進(jìn)行打磨鉛筆筆芯，耗時耗力，并且會使手會被鉛筆芯弄臟，影響畫圖圖紙的干凈和整潔。利用機(jī)械原理、機(jī)械傳動、機(jī)構(gòu)間的受力分析等相關(guān)知識，設(shè)計一個機(jī)械類制圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置，并把理論計算與實(shí)驗結(jié)合，成功解決了一直困擾工程技術(shù)人員用鉛筆進(jìn)行手工繪圖，筆芯削制的難題。

機(jī)械類制圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，圖中：1.刀架，2.刀片，3.成型單元，4.聯(lián)軸器，5.帶座軸承，6安裝底座等組成。結(jié)構(gòu)上選擇市場普通轉(zhuǎn)筆刀為樣機(jī)。整個傳遞運(yùn)動過程刀片、成型單元和安裝底座是主要執(zhí)行部件，是關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，它的主要任務(wù)是所有部件連接在一起，形成一個整體。鉛筆由刀架輸入，通過手工旋轉(zhuǎn)鉛筆，從而由刀片對鉛筆木質(zhì)層進(jìn)行切削，在把鉛筆木質(zhì)層進(jìn)行切削的同時，鉛筆整體會向前移動與成型單元接觸。隨著手工不斷旋轉(zhuǎn)鉛筆，鉛筆整體不斷向前移動從而通過成型單元加工，完成筆芯的加工。由于圖線寬度的選擇在機(jī)械圖樣上，采用粗、細(xì)兩種線寬。所以我們配備了聯(lián)軸器，可以對成型單元進(jìn)行更換，滿足畫圖使用線寬的要求。

3.2削芯單元結(jié)構(gòu)改進(jìn)

削芯單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2 所示 1.刀架，2.刀片，7.圓錐形卷削孔，8.安裝孔五，9.安裝孔三，10.安裝孔六，11.安裝孔四，12.卷削孔最小端，13.安裝孔一，14.安裝孔二。

削芯單元結(jié)構(gòu)主要的功能是去除鉛筆的木質(zhì)層，而保留鉛筆的筆芯。當(dāng)我們把鉛筆從7.圓錐形卷削孔塞入，并且旋轉(zhuǎn)鉛筆，刀片就會對鉛筆的木質(zhì)層進(jìn)行切削，在切削過程中，筆芯的大小是通過12.卷削孔最小端的位置所決定的。我們在市場上對畫圖鉛筆進(jìn)行走訪和了解的筆芯進(jìn)行了測量和實(shí)驗，筆芯確定為3mm。

3.3成型單元結(jié)構(gòu)

成型單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示3.成型單元，15.削型孔體。成型單元結(jié)構(gòu)主要功能是對筆芯進(jìn)行切削，從而去除筆芯的二個平面，保證二平面之間的厚度為畫圖時，線條的寬度。去除鉛筆的木質(zhì)層，而保留鉛筆的筆芯。當(dāng)鉛筆筆芯從12.卷削孔最小端伸出，就會成型單元刀頭接觸。當(dāng)我們把鉛筆從7.圓錐形卷削孔塞入，旋轉(zhuǎn)鉛筆，鉛筆筆芯和成型單元刀頭接觸后，會帶動成型單元旋轉(zhuǎn)，同時也會對筆芯二個平面進(jìn)行切削。由于圖線寬度的選擇在機(jī)械圖樣上，采用粗、細(xì)兩種線寬。所以我們配備了聯(lián)軸器，可以對成型單元進(jìn)行更換，滿足畫圖使用線寬的要求。

3.4安裝底座結(jié)構(gòu)

安裝底座結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示6.安裝底座，16.安裝孔七，17..安裝孔八，18.安裝孔九，19.安裝孔十。安裝底座結(jié)構(gòu)主要是把各個主要部件通過一定位置和孔距進(jìn)行安裝，保證其強(qiáng)度和相關(guān)精度，能長期使用。

4 結(jié)論

綜上所述，研制了一種機(jī)械類制圖筆芯的削芯轉(zhuǎn)筆刀裝置。通過現(xiàn)有轉(zhuǎn)筆刀的原理，改進(jìn)刀刃的裝配方式，使得刀刃僅對筆桿進(jìn)行切削；增加一個成型單元，使得圓形筆芯成型為滿足機(jī)械繪圖所需要的筆芯形狀；通過聯(lián)軸器的使用可以更換不同尺寸成型單元，使得可實(shí)用性變得更強(qiáng)。在保證了削芯的準(zhǔn)確性的同時，還具有操作簡易、制造成本低等特點(diǎn)。適合大批量生產(chǎn)以及推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范思沖，機(jī)械基礎(chǔ)（第二版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.3

[2] 劉小年，楊月英.機(jī)械制圖（第二版），北京：高等教育出版社，2007