一種機械類制圖筆芯的削芯轉筆刀裝置

劉偉成+林方寬+陳明鑫+郭饒

摘要：機械類繪圖對繪圖的筆芯有嚴格的要求，而現有的轉筆刀只能削圓錐形筆芯，完全不能滿足機械類繪圖筆芯的要求，而傳統的機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。所以針對現有技術進行改進，設計了一種能滿足機械類繪圖筆芯的削芯轉筆刀裝置，并且方便操作，結構新穎，制造成本低，適合大批量生產。

關鍵詞：機械類繪圖；削芯轉筆刀；方便操作；制造成本低

1引言

在現代工業生產中，無論是設計、還是制造各種機械設備，都離不開圖樣。所以圖樣是表達設計思想、傳遞設計信息和指導生產的重要工具，是生產中重要的技術資料。因此圖樣常被喻為“工程界技術界的通用語言”。作為工程技術人員，沒有掌握這種“語言”，就無法從事專業領域的工程技術工作。

從事機械設計制造行業就必須要掌握機械制圖，學習機械制圖的過程中，可以直觀、形象地建立起三維空間概念，慢慢的學會從平面思維過渡到空間思維。最重要的是擁有從由實物畫圖到由圖紙想象到實物的能力，只有掌握了這種能力，才能在以后的生產工作中順利完成各種加工任務和設備的裝配工作。在各種圖紙中又有著尺寸標注、技術要求、工藝結構等，圖紙中所用標注都是有嚴格標準的不能胡編亂造，機械制圖標準及相關規定嚴格體現了機械行業國家標準的統一，而國家機械行業標準又向著國際機械行業標準在靠齊。在未來，機械設計制造行業內將會有著一致的標準，更便于我國的機械設計制造行業技術人才和國外同行業的人才交流，如果沒學好基礎的行業標準，那這個行業在世界上只會退步！學好手繪畫圖的基礎，不僅能夠養成認真負責的工作態度和細致嚴謹、精益求精的工作作風，更可以交流到世界上先進的

工程技術人員用鉛筆進行手工繪圖。這就如同計算機時代人人還要掌握手算一樣。不僅僅是習得基本技能，也是作為一名機械人對那種老一輩手動，精細，盡職精神的傳承。然而學習手繪圖紙就是練習與致敬的過程，一幅幅圖紙從手中繪出，基礎知識就會熟記于心，了解所繪零件的投影、剖視、基本畫法等。由于機械設計制造行業的嚴謹性，唯一性，機械類繪圖對繪圖的筆芯有嚴格的要求，而現有的轉筆刀只能削圓錐形筆芯，完全不能滿足機械類繪圖筆芯的要求，而傳統的機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，有必要對現有技術進行改進，設計出一種能滿足機械類繪圖筆芯的削芯轉筆刀裝置。

2制圖的基本知識和基本技能

2.1制圖的基本規定

為了便于國際貿易和國際間技術合作與技術交流，國際工程界必須具有統一的技術語言。因此，國際標注化組織（ISO）制定了“技術制圖和“機械制圖”的國際標準，即“ISO”標準。為此，我國國家質量監督檢驗檢疫總局，以國際標準為基礎，即在等效、等同或參照采用國際標準的原則下，制定了中華人民共和國國家標準，用CB或CB/T表示。通常稱為制圖標準。制圖標準一般包括制圖的基本規定，基本表示法、特殊表示法和圖形符號四類標準。本文主要介紹制圖基本規定方面（圖線的一些標準）。

2.1.1圖線

在繪制機械圖樣時，必須采用CB/4457.4-2002《機械制圖 圖樣畫法 圖線》規定的圖線。圖線寬度的選擇在機械圖樣上，采用粗、細兩種線寬，他們的比例為2：1。粗線（粗實線、粗虛線、粗點畫線）的寬度d在0.25-2mm之間選擇，而細線（細實線、波浪線、虛線、點畫線和雙點劃線）的寬度均為d/2.<1><2>

3機械類制圖筆芯的削芯轉筆刀裝置結構設計及工作原理

3.1機械類制圖筆芯的削芯轉筆刀裝置結構設計及結構分析

針對市場上轉筆刀削鉛筆過程中，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，導致所畫的線條越來越寬，需要時時關注，經常削制。采用小刀進行手工削制時，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。利用機械原理、機械傳動、機構間的受力分析等相關知識，設計一個機械類制圖筆芯的削芯轉筆刀裝置，并把理論計算與實驗結合，成功解決了一直困擾工程技術人員用鉛筆進行手工繪圖，筆芯削制的難題。

機械類制圖筆芯的削芯轉筆刀裝置總體結構示意圖如圖1 所示，圖中：1.刀架，2.刀片，3.成型單元，4.聯軸器，5.帶座軸承，6安裝底座等組成。結構上選擇市場普通轉筆刀為樣機。整個傳遞運動過程刀片、成型單元和安裝底座是主要執行部件，是關鍵機構，它的主要任務是所有部件連接在一起，形成一個整體。鉛筆由刀架輸入，通過手工旋轉鉛筆，從而由刀片對鉛筆木質層進行切削，在把鉛筆木質層進行切削的同時，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械圖樣上，采用粗、細兩種線寬。所以我們配備了聯軸器，可以對成型單元進行更換，滿足畫圖使用線寬的要求。

3.2削芯單元結構改進

削芯單元結構示意圖如圖 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。

削芯單元結構主要的功能是去除鉛筆的木質層，而保留鉛筆的筆芯。當我們把鉛筆從7.圓錐形卷削孔塞入，并且旋轉鉛筆，刀片就會對鉛筆的木質層進行切削，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行走訪和了解的筆芯進行了測量和實驗，筆芯確定為3mm。

3.3成型單元結構

成型單元結構示意圖如圖3所示3.成型單元，15.削型孔體。成型單元結構主要功能是對筆芯進行切削，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。去除鉛筆的木質層，而保留鉛筆的筆芯。當鉛筆筆芯從12.卷削孔最小端伸出，就會成型單元刀頭接觸。當我們把鉛筆從7.圓錐形卷削孔塞入，旋轉鉛筆，鉛筆筆芯和成型單元刀頭接觸后，會帶動成型單元旋轉，同時也會對筆芯二個平面進行切削。由于圖線寬度的選擇在機械圖樣上，采用粗、細兩種線寬。所以我們配備了聯軸器，可以對成型單元進行更換，滿足畫圖使用線寬的要求。

3.4安裝底座結構

安裝底座結構示意圖如圖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。安裝底座結構主要是把各個主要部件通過一定位置和孔距進行安裝，保證其強度和相關精度，能長期使用。

4 結論

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

參考文獻：

[1] 范思沖，機械基礎（第二版），北京：機械工業出版社，2005.3

[2] 劉小年，楊月英.機械制圖（第二版），北京：高等教育出版社，2007