二维极坐标划线尺的设计与应用

杨安 刘救世 李峰

（郑州大学机械工程学院，河南 郑州 450001）

二维极坐标划线尺的设计与应用

杨安 刘救世 李峰

（郑州大学机械工程学院，河南 郑州 450001）

机械加工中，划线工具的应用较为广泛，对于需要工具组合进行划线的场合，传统划线工具具有一定的局限性。二维极坐标划线尺具有结构简单、划线精度高、方便易学、实用性强等特点，该划线工具不仅能测量长度，还能测量角度，并且二者还可以联动，简化了某些场合下划线的步骤，提升了划线效率，对实际生产具有一定的借鉴意义。

划线尺；极坐标；结构组成

在平面上划线是钳工、铣工等工种在工件加工前必不可少的标记手段，通过在工件表面划线标记，对后续的加工工作起到指示和参考作用，从而在所划特征点或特征线的指引下完成零件的加工。

传统的划线工具主要是钢板尺、量角器等作图工具。采用传统工具进行划线具有以下局限性：划线对于操作者熟练程度要求较高；划含有角度标注的位置时，划线效率较低；钢板尺人工目测约为0.2mm，划线精度较低［1］。

1 划线尺的结构与特点

针对传统划线方式存在的不足，结合实际生产加工经验，本文提出一种可测量长度和角度的刻点划线工具——二维极坐标划线尺，其结构如图1所示。

1.1 结构组成

二维极坐标划线尺，包括游标卡尺机构、带有基准指针的360°圆刻度盘、定位圆柱销、刻度盘磁力式定位装置、对线副尺、对线指针和样冲装置。刻度盘旋转装置安装在游标卡尺机主尺外测量爪下端，360°圆刻度盘中心同轴安装在定位圆柱销上，刻度盘磁力式定位装置安装在360°圆刻度盘基准指针前部，定位圆柱销穿过对线副尺长孔，样冲安装在游标卡尺副尺外测量爪下端，并且穿过对线副尺上的长孔，在定位圆柱销和样冲上安装有固定对线指针和游动对线指针，游标卡尺机构的副尺通过滑槽安装在游标卡尺机构主尺上，副尺后部安装有微调丝杠，副尺及微调丝杠上均安装有锁紧螺钉［2］。

图1 二维极坐标划线尺结构图

1.2 特点

第一，该装置是游标卡尺经过改进得到的，制作简单，便于推广应用；第二，简单易学，操作者通过简单了解即可使用本装置；第三，除具有长度测量功能外，还具有角度测量功能，且两者能够互相联动，能够更加精确地定位点在坐标系中的位置；第四，在采用极坐标标注的场合，能有效提高划线的精度与效率。

2 使用方法

2.1 画出沿基准孔直线方向孔的位置

操作过程为：钻一与定位圆柱销相应尺寸的基准孔，将定位圆柱销装入底孔内，可沿预先画好的直线方向，将固定对线指针、游动对线指针对齐预先画出的直线同时以对线（划线）刃口为辅助校准所对线，调整游标卡尺到达确定的尺寸后，锁紧锁紧螺钉。锤击样冲可在材料平面上制出样冲眼孔。

2.2 画出以基准孔为圆心的任意射线上的孔的位置

此种用法包含两种具体方式：一种是画出常见的极坐标方式分布的点、线；另一种是画出以基准孔为圆心的任意半径圆周方向上点、线的位置。

操作过程：钻一与定位圆柱销相应尺寸的基准孔底孔，将定位圆柱销装入底孔内，将圆刻度盘指针尖部对准任意一条直线，转动并落下磁力式定位销，通过磁力将圆刻度盘指针固定在可接受磁力的被加工金属的表面，松开蝶形锁紧螺母以定位圆柱销为圆心转动游标卡尺等组件，当圆刻度盘对线刃口转到圆刻度盘指针圆刻度的待划线（或加工）角度，锁紧蝶形锁紧螺母，再松开锁紧螺钉后调整游标卡尺的主尺、副尺至待划线（或加工）尺寸，锁紧螺钉，锤击样冲，可在材料平面上制出样冲眼孔。

3 应用举例

在实际的生产过程中，二维极坐标划线尺使用也很方便，以下举例说明。

图2 某矩形零件加工图

图3 某扇形零件加工图

对于图2中矩形零件进行划线，如果用传统划线工具钢板尺加角度尺，划线步骤多、效率较低。使用极坐标划线尺，首先把定位圆柱销插入直径为10的孔内，用对线指针对齐下面一排孔圆心所在的水平线，根据图纸上圆心距，用游标卡尺进行划线，就能得到下面三个直径为20圆的圆心位置，然后用磁力式定位销定位圆刻度盘，旋转游标卡尺至22°位置，划直径为80圆的圆心位置，最后用同样的方法定位63°位置，划20直径圆的圆心位置，划线完成；对于图3中扇形零件进行划线，使用极坐标划线尺，首先把定位圆柱销插入直径为10的孔内，用对线指针对齐下面一排孔圆心所在的水平线，根据图纸上圆心距，用游标卡尺进行划线，划出下面三个直径为20圆的圆心位置，然后用磁力式定位销定位圆刻度盘，旋转游标卡尺至52°位置，划出上面三个直径为20圆的圆心位置，划线完成。经过测试，采用极坐标划线尺的划线效率比传统划线工具的划线效率高20%左右［3，4］。

4 结语

二维极坐标划线尺，结构组成简单，划线精度较高，是一种实用性强的钳工划线工具。在需要组合工具划线的场合，相比于传统的划线工具，它简单方便，划线效率较高，值得在生产实践中推广应用。

［1］陈宏钧.使用机械加工工艺手册［M］.北京：机械工业出版社，2000.

［2］闻邦椿.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［3］焦建民.切削手册［M］.北京：电子工业出版社，2007.

［4］苏显清，程占国.简易外径长度测量尺［J］.机械工程师，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

杨安（1970-），男，技师，研究方向：机械制造与工艺。

刘救世（1985-），男，硕士，助理工程师，研究方向：机械设计及制造。