繪圖板丁字尺套裝的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

譚皓文 洪艷 肖慧琳 許揚(yáng) 趙羚汐

摘 要：為了節(jié)省制圖時(shí)間和提高制圖的精確度，對(duì)丁字尺和圖板進(jìn)行了改良創(chuàng)新設(shè)計(jì)?；谝韵聠栴}：目前市面上的丁字尺和圖板制作工藝參差不齊，造成儀器誤差，外加制圖時(shí)的操作誤差和主觀誤差，是以繪制圖形精確度低;且兩者分開存在不易攜帶，現(xiàn)狀下其不足以滿足繪圖者日常的學(xué)習(xí)和工作需求，以中國古代建筑的榫卯結(jié)構(gòu)為紐帶，對(duì)丁字尺和圖板進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，使丁字尺可獨(dú)立繪制出任意角度的直線，以降低誤差，提高精確度，增強(qiáng)可操作性。以下將詳細(xì)介紹丁字尺的各類問題及解決辦法。

關(guān)鍵詞：丁字尺;榫卯結(jié)構(gòu);圖板;燕尾槽

引言：工程制圖在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維基礎(chǔ)的空間想象力及構(gòu)思能力等方面發(fā)揮了重要的作用。工程圖是生產(chǎn)中必不可少的技術(shù)文件，是在世界范圍通用的“工程技術(shù)的語言”。在工程制圖過程中，丁字尺和圖板是必不可少的制圖工具。但現(xiàn)存繪圖工具在使用過程中存在諸多不便。其一為繪圖精度不高，丁字尺與繪圖板難以固定，繪圖過程中易因受力不均導(dǎo)致丁字尺與圖板發(fā)生錯(cuò)位，導(dǎo)致繪制工程圖的過程中精度不高;其二，為繪圖過程繁瑣。工程制圖中需要多種繪圖工具的協(xié)調(diào)配合，每種繪圖工具相對(duì)獨(dú)立，配合使用過程較為繁雜，給制圖人員帶來了不便。

本設(shè)計(jì)借鑒工業(yè)制造中的滑軌設(shè)計(jì)和中國古建筑中的榫卯結(jié)構(gòu)，對(duì)丁字尺圖板套裝加以改良設(shè)計(jì)，以燕尾槽滑軌為媒介組合設(shè)計(jì)圖板丁字尺。

1 圖板丁字尺套裝設(shè)計(jì)思路

圖板丁字尺套裝采取集約化設(shè)計(jì)思路：將繪圖板與丁字尺在結(jié)構(gòu)上組合，做到丁字尺與圖板緊密貼合，減少人工操作的誤差;在組合體上附帶量角器和三角板等繪圖工具的使用功能，做到一尺多用，從而形成一套真正意義上精確度較高的制圖工具套裝。

1.1 圖板的創(chuàng)新方法

設(shè)計(jì)保留傳統(tǒng)繪圖板的規(guī)格，延續(xù)三種型號(hào)的繪圖板，以便生產(chǎn)和日常繪圖圖紙的選擇，同時(shí)在板身上對(duì)繪圖板進(jìn)行改良即：在繪圖板上開“L”型的圓弧形軌道，以便于主尺與繪圖板之間精密貼合;在“L”轉(zhuǎn)折處，采用圓弧轉(zhuǎn)角，便于主尺在滑動(dòng)軌道中很好地轉(zhuǎn)換方向，同時(shí)避免過度摩擦導(dǎo)致的損壞，延長其使用壽命。

1.2 丁字尺的創(chuàng)新方法

（1）主尺尺頭底部有圓柱狀榫結(jié)構(gòu)與圖板上的卯結(jié)構(gòu)嵌合，滑入圖板后可緊密貼合;（2）在主尺上部開燕尾槽，圓盤底部榫結(jié)構(gòu)滑入主尺燕尾槽軌道，沿著主尺方向移動(dòng);（3）副尺通過轉(zhuǎn)軸連接圓盤，挑出的尺身可自由旋轉(zhuǎn)從而繪制任意角度的斜線，使繪圖過程更簡(jiǎn)潔;（3）副尺上的圓盤刻有0°～180°的刻度，可替代量角器。

2 圖板丁字尺套裝技術(shù)措施

改良設(shè)計(jì)保留了傳統(tǒng)繪圖板的規(guī)格設(shè)置，延續(xù)三種型號(hào)的繪圖板的尺寸：0號(hào)、1號(hào)和2號(hào)。改良繪圖工具的主體部分由帶有燕尾槽的圖板，主尺，可旋轉(zhuǎn)的副尺構(gòu)成（詳見圖1），可繪制任意角度的直線。

以下將詳細(xì)介紹新型繪圖工具各個(gè)部分的外形、結(jié)構(gòu)以及具體的操作步驟。

2.1 帶有“L型”燕尾槽的繪圖板

如圖2所示，圖板的長為700mm，寬為450mm，厚20mm。在距離繪圖板上側(cè)和左側(cè)邊緣20mm留出了半徑為5mm，深度為8mm的圓形燕尾槽，燕尾槽平面上呈“L”型。燕尾槽的邊緣線上設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)刻度，主尺在燕尾槽內(nèi)的滑動(dòng)距離也可根據(jù)邊緣線上的刻度讀出，避免了在圖板上平移丁字尺時(shí)反復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)而浪費(fèi)時(shí)間的問題。在左下角和右上角設(shè)置了方便丁字尺滑出燕尾槽軌道的端口，并在左側(cè)軌道和上側(cè)的燕尾槽軌道相接處采用了圓弧轉(zhuǎn)角，便于主尺在滑動(dòng)過程中更好的過渡到另一軌道。

2.2 帶有燕尾槽的主尺

如圖3所示，主尺尺身厚7mm，較傳統(tǒng)丁字尺做了加厚處理，防止燕尾槽結(jié)構(gòu)在摩擦過程中折斷。尺頭部分由半徑為5mm的半圓柱體與尺身構(gòu)成。主尺沿繪圖板L型軌道滑入，圖板與主尺緊密貼合。主尺尺身上端開深度為3mm，上寬10mm，下寬18mm的燕尾槽結(jié)構(gòu)。主尺在此起到一個(gè)承上啟下的作用，既可以在燕尾槽里面滑動(dòng)，隨時(shí)調(diào)整位置;又能連接量角器，成為副尺的基底面，便于副尺在此基礎(chǔ)上繪制任意角度的直線。

2.3 可旋轉(zhuǎn)的副尺

如圖4所示副尺上量角器直徑為50mm，厚為5mm。量角器下帶有與主尺的燕尾槽結(jié)構(gòu)緊密貼合的燕尾榫。量角器頂面角度為0～180°。圓盤中心有轉(zhuǎn)軸，通過轉(zhuǎn)軸連接細(xì)長的旋轉(zhuǎn)尺。旋轉(zhuǎn)尺挑出圓盤后便能緊貼畫板，這樣便能更方便的發(fā)揮副尺的功能。旋轉(zhuǎn)尺邊緣帶有刻度，利用轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)副尺便可以繪制出任意角度的斜線，避免了傳統(tǒng)繪圖過程中多工具配合操作性低的問題。

3 圖板丁字尺套裝工作原理

繪圖時(shí)，先將紙張放置于圖板上，然后將主尺沿“L型”燕尾槽滑入圖板，再將副尺沿主尺上的燕尾槽軌道滑入，如此圖板丁字尺套裝前期準(zhǔn)備便完成，接下來便可以開始繪制所需要的圖形。

3.1 繪制水平直線或垂線

主尺沿左側(cè)燕尾槽滑動(dòng)，同時(shí)可根據(jù)圖板上的刻度測(cè)量出平行滑動(dòng)的距離。繪制不同距離的水平線，沿上側(cè)軌道滑動(dòng)即可繪制不同距離的垂線。

3.2 繪制斜線

根據(jù)可滑動(dòng)丁字尺和可滑動(dòng)的圓盤可以定位到圖板上的任意位置，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤上的旋轉(zhuǎn)尺，對(duì)齊圓盤的刻度線，便可以繪制出不同長度以及不同角度的斜線。

4 總結(jié)

圖板丁字尺套裝使繪圖過程更加便利，套裝可自由拆卸、組裝便于攜帶。改良版圖板丁字尺套裝有效解決了繪圖者多尺并用的繁瑣，為繪圖者提供了更便捷，精準(zhǔn)的繪圖工具，在一定程度上提高了繪圖效率。在繪圖工具應(yīng)用推廣中具有更大的價(jià)值及潛力。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬仿明.建筑繪圖表現(xiàn)技法教程[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2] 李澄，吳天生，聞百橋.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 王琳.現(xiàn)代機(jī)械工程圖學(xué)教程主編[M].北京：科學(xué)教育出版社，2001.

[4] 高俊，歐陽文凱，陳立.基于工科學(xué)生的多功能工程繪圖尺設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù)，2015（05）：266-268.

[5] 張子?xùn)|.巧改丁字尺[J].機(jī)械工人.冷加工，1990（01）：45.