二維極坐標劃線尺的設計與應用

楊安 劉救世 李峰

（鄭州大學機械工程學院，河南 鄭州 450001）

二維極坐標劃線尺的設計與應用

楊安 劉救世 李峰

（鄭州大學機械工程學院，河南 鄭州 450001）

機械加工中，劃線工具的應用較為廣泛，對于需要工具組合進行劃線的場合，傳統劃線工具具有一定的局限性。二維極坐標劃線尺具有結構簡單、劃線精度高、方便易學、實用性強等特點，該劃線工具不僅能測量長度，還能測量角度，并且二者還可以聯動，簡化了某些場合下劃線的步驟，提升了劃線效率，對實際生產具有一定的借鑒意義。

劃線尺；極坐標；結構組成

在平面上劃線是鉗工、銑工等工種在工件加工前必不可少的標記手段，通過在工件表面劃線標記，對后續的加工工作起到指示和參考作用，從而在所劃特征點或特征線的指引下完成零件的加工。

傳統的劃線工具主要是鋼板尺、量角器等作圖工具。采用傳統工具進行劃線具有以下局限性：劃線對于操作者熟練程度要求較高；劃含有角度標注的位置時，劃線效率較低；鋼板尺人工目測約為0.2mm，劃線精度較低［1］。

1 劃線尺的結構與特點

針對傳統劃線方式存在的不足，結合實際生產加工經驗，本文提出一種可測量長度和角度的刻點劃線工具——二維極坐標劃線尺，其結構如圖1所示。

1.1 結構組成

二維極坐標劃線尺，包括游標卡尺機構、帶有基準指針的360°圓刻度盤、定位圓柱銷、刻度盤磁力式定位裝置、對線副尺、對線指針和樣沖裝置。刻度盤旋轉裝置安裝在游標卡尺機主尺外測量爪下端，360°圓刻度盤中心同軸安裝在定位圓柱銷上，刻度盤磁力式定位裝置安裝在360°圓刻度盤基準指針前部，定位圓柱銷穿過對線副尺長孔，樣沖安裝在游標卡尺副尺外測量爪下端，并且穿過對線副尺上的長孔，在定位圓柱銷和樣沖上安裝有固定對線指針和游動對線指針，游標卡尺機構的副尺通過滑槽安裝在游標卡尺機構主尺上，副尺后部安裝有微調絲杠，副尺及微調絲杠上均安裝有鎖緊螺釘［2］。

圖1 二維極坐標劃線尺結構圖

1.2 特點

第一，該裝置是游標卡尺經過改進得到的，制作簡單，便于推廣應用；第二，簡單易學，操作者通過簡單了解即可使用本裝置；第三，除具有長度測量功能外，還具有角度測量功能，且兩者能夠互相聯動，能夠更加精確地定位點在坐標系中的位置；第四，在采用極坐標標注的場合，能有效提高劃線的精度與效率。

2 使用方法

2.1 畫出沿基準孔直線方向孔的位置

操作過程為：鉆一與定位圓柱銷相應尺寸的基準孔，將定位圓柱銷裝入底孔內，可沿預先畫好的直線方向，將固定對線指針、游動對線指針對齊預先畫出的直線同時以對線（劃線）刃口為輔助校準所對線，調整游標卡尺到達確定的尺寸后，鎖緊鎖緊螺釘。錘擊樣沖可在材料平面上制出樣沖眼孔。

2.2 畫出以基準孔為圓心的任意射線上的孔的位置

此種用法包含兩種具體方式：一種是畫出常見的極坐標方式分布的點、線；另一種是畫出以基準孔為圓心的任意半徑圓周方向上點、線的位置。

操作過程：鉆一與定位圓柱銷相應尺寸的基準孔底孔，將定位圓柱銷裝入底孔內，將圓刻度盤指針尖部對準任意一條直線，轉動并落下磁力式定位銷，通過磁力將圓刻度盤指針固定在可接受磁力的被加工金屬的表面，松開蝶形鎖緊螺母以定位圓柱銷為圓心轉動游標卡尺等組件，當圓刻度盤對線刃口轉到圓刻度盤指針圓刻度的待劃線（或加工）角度，鎖緊蝶形鎖緊螺母，再松開鎖緊螺釘后調整游標卡尺的主尺、副尺至待劃線（或加工）尺寸，鎖緊螺釘，錘擊樣沖，可在材料平面上制出樣沖眼孔。

3 應用舉例

在實際的生產過程中，二維極坐標劃線尺使用也很方便，以下舉例說明。

圖2 某矩形零件加工圖

圖3 某扇形零件加工圖

對于圖2中矩形零件進行劃線，如果用傳統劃線工具鋼板尺加角度尺，劃線步驟多、效率較低。使用極坐標劃線尺，首先把定位圓柱銷插入直徑為10的孔內，用對線指針對齊下面一排孔圓心所在的水平線，根據圖紙上圓心距，用游標卡尺進行劃線，就能得到下面三個直徑為20圓的圓心位置，然后用磁力式定位銷定位圓刻度盤，旋轉游標卡尺至22°位置，劃直徑為80圓的圓心位置，最后用同樣的方法定位63°位置，劃20直徑圓的圓心位置，劃線完成；對于圖3中扇形零件進行劃線，使用極坐標劃線尺，首先把定位圓柱銷插入直徑為10的孔內，用對線指針對齊下面一排孔圓心所在的水平線，根據圖紙上圓心距，用游標卡尺進行劃線，劃出下面三個直徑為20圓的圓心位置，然后用磁力式定位銷定位圓刻度盤，旋轉游標卡尺至52°位置，劃出上面三個直徑為20圓的圓心位置，劃線完成。經過測試，采用極坐標劃線尺的劃線效率比傳統劃線工具的劃線效率高20%左右［3，4］。

4 結語

二維極坐標劃線尺，結構組成簡單，劃線精度較高，是一種實用性強的鉗工劃線工具。在需要組合工具劃線的場合，相比于傳統的劃線工具，它簡單方便，劃線效率較高，值得在生產實踐中推廣應用。

［1］陳宏鈞.使用機械加工工藝手冊［M］.北京：機械工業出版社，2000.

［2］聞邦椿.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2010.

［3］焦建民.切削手冊［M］.北京：電子工業出版社，2007.

［4］蘇顯清，程占國.簡易外徑長度測量尺［J］.機械工程師，2011（2）：148.

Design and Application of Two Dimensional Polar Coordinate Scribing Ruler

Yang AnLiu JiushiLi Feng
（School of Mechanical Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450001）

In machining,scribing tools are widely used,and the traditional scribing tools have some limitations for the occasions where the tool combinations are crossed.Two dimensional polar coordinate rulers has the advantages of simple structure,high marking precision,easy to learn,strong practicality and so on.The scribing tool can not only measure the length,but also measure the angles,and the two can also simplify the linkage,underline some occasions steps to enhance the scribing efficiency,has certain reference significance for the actual production

scribing ruler；polar coordinates；structure composition

TG931

A

1003-5168（2017）08-0078-02

2017-07-01

楊安（1970-），男，技師，研究方向：機械制造與工藝。

劉救世（1985-），男，碩士，助理工程師，研究方向：機械設計及制造。