刘伟成+林方宽+陈明鑫+郭饶

摘要：机械类绘图对绘图的笔芯有严格的要求，而现有的转笔刀只能削圆锥形笔芯，完全不能满足机械类绘图笔芯的要求，而传统的机械类画图笔芯是用美工刀削芯，此种方法笨拙、耗时长而且具有一定的危险性。所以针对现有技术进行改进，设计了一种能满足机械类绘图笔芯的削芯转笔刀装置，并且方便操作，结构新颖，制造成本低，适合大批量生产。

关键词：机械类绘图；削芯转笔刀；方便操作；制造成本低

1引言

在现代工业生产中，无论是设计、还是制造各种机械设备，都离不开图样。所以图样是表达设计思想、传递设计信息和指導生产的重要工具，是生产中重要的技术资料。因此图样常被喻为“工程界技术界的通用语言”。作为工程技术人员，没有掌握这种“语言”，就无法从事专业领域的工程技术工作。

从事机械设计制造行业就必须要掌握机械制图，学习机械制图的过程中，可以直观、形象地建立起三维空间概念，慢慢的学会从平面思维过渡到空间思维。最重要的是拥有从由实物画图到由图纸想象到实物的能力，只有掌握了这种能力，才能在以后的生产工作中顺利完成各种加工任务和设备的装配工作。在各种图纸中又有着尺寸标注、技术要求、工艺结构等，图纸中所用标注都是有严格标准的不能胡编乱造，机械制图标准及相关规定严格体现了机械行业国家标准的统一，而国家机械行业标准又向着国际机械行业标准在靠齐。在未来，机械设计制造行业内将会有着一致的标准，更便于我国的机械设计制造行业技术人才和国外同行业的人才交流，如果没学好基础的行业标准，那这个行业在世界上只会退步！学好手绘画图的基础，不仅能够养成认真负责的工作态度和细致严谨、精益求精的工作作风，更可以交流到世界上先进的

工程技术人员用铅笔进行手工绘图。这就如同计算机时代人人还要掌握手算一样。不仅仅是习得基本技能，也是作为一名机械人对那种老一辈手动，精细，尽职精神的传承。然而学习手绘图纸就是练习与致敬的过程，一幅幅图纸从手中绘出，基础知识就会熟记于心，了解所绘零件的投影、剖视、基本画法等。由于机械设计制造行业的严谨性，唯一性，机械类绘图对绘图的笔芯有严格的要求，而现有的转笔刀只能削圆锥形笔芯，完全不能满足机械类绘图笔芯的要求，而传统的机械类画图笔芯是用美工刀削芯，此种方法笨拙、耗时而且具有一定的危险性。因此，有必要对现有技术进行改进，设计出一种能满足机械类绘图笔芯的削芯转笔刀装置。

2制图的基本知识和基本技能

2.1制图的基本规定

为了便于国际贸易和国际间技术合作与技术交流，国际工程界必须具有统一的技术语言。因此，国际标注化组织（ISO）制定了“技术制图和“机械制图”的国际标准，即“ISO”标准。为此，我国国家质量监督检验检疫总局，以国际标准为基础，即在等效、等同或参照采用国际标准的原则下，制定了中华人民共和国国家标准，用CB或CB/T表示。通常称为制图标准。制图标准一般包括制图的基本规定，基本表示法、特殊表示法和图形符号四类标准。本文主要介绍制图基本规定方面（图线的一些标准）。

2.1.1图线

在绘制机械图样时，必须采用CB/4457.4-2002《机械制图 图样画法 图线》规定的图线。图线宽度的选择在机械图样上，采用粗、细两种线宽，他们的比例为2：1。粗线（粗实线、粗虚线、粗点画线）的宽度d在0.25-2mm之间选择，而细线（细实线、波浪线、虚线、点画线和双点划线）的宽度均为d/2.<1><2>

3机械类制图笔芯的削芯转笔刀装置结构设计及工作原理

3.1机械类制图笔芯的削芯转笔刀装置结构设计及结构分析

针对市场上转笔刀削铅笔过程中，只能削制圆锥形铅笔芯，随着画图划线使用，铅笔芯使用的消耗、磨损，导致所画的线条越来越宽，需要时时关注，经常削制。采用小刀进行手工削制时，不容易操作，很容易伤手，并且还需要用砂纸进行打磨铅笔笔芯，耗时耗力，并且会使手会被铅笔芯弄脏，影响画图图纸的干净和整洁。利用机械原理、机械传动、机构间的受力分析等相关知识，设计一个机械类制图笔芯的削芯转笔刀装置，并把理论计算与实验结合，成功解决了一直困扰工程技术人员用铅笔进行手工绘图，笔芯削制的难题。

机械类制图笔芯的削芯转笔刀装置总体结构示意图如图1 所示，图中：1.刀架，2.刀片，3.成型单元，4.联轴器，5.带座轴承，6安装底座等组成。结构上选择市场普通转笔刀为样机。整个传递运动过程刀片、成型单元和安装底座是主要执行部件，是关键机构，它的主要任务是所有部件连接在一起，形成一个整体。铅笔由刀架输入，通过手工旋转铅笔，从而由刀片对铅笔木质层进行切削，在把铅笔木质层进行切削的同时，铅笔整体会向前移动与成型单元接触。随着手工不断旋转铅笔，铅笔整体不断向前移动从而通过成型单元加工，完成笔芯的加工。由于图线宽度的选择在机械图样上，采用粗、细两种线宽。所以我们配备了联轴器，可以对成型单元进行更换，满足画图使用线宽的要求。

3.2削芯单元结构改进

削芯单元结构示意图如图 2 所示 1.刀架，2.刀片，7.圆锥形卷削孔，8.安装孔五，9.安装孔三，10.安装孔六，11.安装孔四，12.卷削孔最小端，13.安装孔一，14.安装孔二。

削芯单元结构主要的功能是去除铅笔的木质层，而保留铅笔的笔芯。当我们把铅笔从7.圆锥形卷削孔塞入，并且旋转铅笔，刀片就会对铅笔的木质层进行切削，在切削过程中，笔芯的大小是通过12.卷削孔最小端的位置所决定的。我们在市场上对画图铅笔进行走访和了解的笔芯进行了测量和实验，笔芯确定为3mm。

3.3成型单元结构

成型单元结构示意图如图3所示3.成型单元，15.削型孔体。成型单元结构主要功能是对笔芯进行切削，从而去除笔芯的二个平面，保证二平面之间的厚度为画图时，线条的宽度。去除铅笔的木质层，而保留铅笔的笔芯。当铅笔笔芯从12.卷削孔最小端伸出，就会成型单元刀头接触。当我们把铅笔从7.圆锥形卷削孔塞入，旋转铅笔，铅笔笔芯和成型单元刀头接触后，会带动成型单元旋转，同时也会对笔芯二个平面进行切削。由于图线宽度的选择在机械图样上，采用粗、细两种线宽。所以我们配备了联轴器，可以对成型单元进行更换，满足画图使用线宽的要求。

3.4安装底座结构

安装底座结构示意图如图4所示6.安装底座，16.安装孔七，17..安装孔八，18.安装孔九，19.安装孔十。安装底座结构主要是把各个主要部件通过一定位置和孔距进行安装，保证其强度和相关精度，能长期使用。

4 结论

综上所述，研制了一种机械类制图笔芯的削芯转笔刀装置。通过现有转笔刀的原理，改进刀刃的装配方式，使得刀刃仅对笔杆进行切削；增加一个成型单元，使得圆形笔芯成型为满足机械绘图所需要的笔芯形状；通过联轴器的使用可以更换不同尺寸成型单元，使得可实用性变得更强。在保证了削芯的准确性的同时，还具有操作简易、制造成本低等特点。适合大批量生产以及推广使用。

参考文献：

[1] 范思冲，机械基础（第二版），北京：机械工业出版社，2005.3

[2] 刘小年，杨月英.机械制图（第二版），北京：高等教育出版社，2007