专利名称：多功能曲线划规的制作方法
技术领域：
本实用新型属于绘图、划线工具领域。
在机械制造行业中，对任意几何形体与圆柱、椭圆柱、圆锥以任意角度相交处相贯线的绘制，传统上采用画展开图，制作样板等方法来完成，但其误差较大且工艺繁琐。实用新型专利“多功能划线仪”(申请号86204124)公开了一种能够直接而准确地在形体表面上划出任意几何形体与圆管任意角度相交时的相贯线，在平面、内外曲面、凹凸面上划出任意角度，圆、椭圆、双曲线、内外摆线、抛物线、圆周等分点等的多功能划线仪，但它存在着下述缺点1、只适用于任意几何形体与圆柱管相交，而不适应于与椭圆柱、锥体等形体的相交；2、不适用于各种形体相交的相贯线展开图绘制；3、由于它有一个下部带V形槽的磁性圆盘的限制，不能绘制小于圆盘的圆、椭圆或任意形体与圆柱管夹角很小时的相贯线；4、结构复杂，制造工艺难度大，使成本较高。
实用新型专利“人型多能圆柱、圆锥截面曲线规”(申请号86200443)公开了一种结构简单，可绘制任意角度截面与圆柱、圆锥相交所形成的圆、椭圆、双曲线、抛物线的绘图仪器。但它存在下述的缺点1、只涉及平面与圆柱、圆锥体的截面线划法而未涉及两个形体相交相贯线的画法及其展开图的画法；2、由于付腿长度不可调节，因此不可能在曲面形体上绘出正圆；3、由于主套筒和笔套筒调节范围很小，因此一个曲线规可绘制的曲线大小范围受到较大的限制；本实用新型的任务是提供一种改进的曲线规。它既能在平面或截面上绘制圆、椭圆、双曲线、抛物线等曲线，又能划出任意形体以任意角度与圆柱体、椭圆柱体、圆锥体相交时的相贯线及其展开曲线，同时结构简单、成本低廉、使用方便。
设计人根据万向钻床的工作原理设计了一种新型曲线划规，与“人型多能圆柱、圆锥截面曲线规”相同的部份是由铰接在一起的主腿和付腿及套装在主腿上並可在其上转动或滑动的主套筒(5)和铰接在主套筒上的笔套筒(6)与划笔(7)等零件组成。不同的部份是原曲线规的主付腿是一个定长的杆件。而本曲线规的主腿是可调的，付腿是由一个矩形滑轨框(10)及一个可在它上面上下滑动的滑板(9)两部份组成，而且滑板(9)与主腿铰接于A点。于是，付腿的矩形滑轨框(10)相当于钻床的床身立柱，滑板(9)相当于可沿立柱上下移动的拖板，主腿相当于钻杆主轴，而划笔(7)相当于钻头。当主腿垂直于划面时，划笔旋转一圈可划出正圆；当主腿与划面倾斜一定角度时，则可划出一个椭圆。根据这一原理，不论一个平面以任意角度截一个圆柱，椭圆柱或圆锥体所形成的圆、椭圆、双曲线、抛物线，或者任意几何形体与圆锥、圆柱、椭圆柱相交所形成的相贯线及其展开图均可划出，具体步骤将在后面叙述。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
图1为多功能曲线划规斜视图。
图2为多功能曲线划规正视图。
图3为多功能曲线划规侧视图。
图4为心柱卡子(2)示意图。
图5为笔套筒(6)示意图。
图6为直划脚(15)示意图。
图8为弯曲划脚(16)示意图。
图7为活动弯曲划脚(17)示意图。
图9为主腿的心柱(1)示意图。
图10为截平面斜切圆柱体后椭圆截线画法示意图。
图11为两圆柱体90°相交时相贯线画法示意图。
图12为两圆柱体斜交时相贯线画法示意图。
图13为截平面斜切圆柱体时截交线展开图画法。
图14为两圆锥体斜交时相贯线划法示意图。
图15为两圆锥体斜交时相贯线展开图划法示意图。
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图1～图4，为本实用新型的一个实施例。
为了加大主腿的长度调节范围，主腿的结构由一根两头部带尖的细长圆柱形心柱(1)和一个心柱卡子(2)两部份组成。心柱卡子(2)上带有一个开槽的孔和一个螺钉、螺母付，心柱从该孔中穿入，当螺母松开时，心柱(1)可在孔中上下移动，当螺母拧紧后，心柱(1)被夹紧。从而使主腿长度可实现方便地调节。
为了在划曲线时，方便地实现滑轨框(10)中心线与心柱尖点B(曲线对称中心)的对中，在付腿的矩形滑轨框(10)之一端装有一个或两端各装一个中心线指针(8)，该指针中心线一端通过矩形滑轨框(10)之中心线，另一端通过主腿心柱(1)的尖点B。另外，中心线指针还可与矩形滑轨框用活页铰链联接，以便折起或放下。
当已知两个几何形体相交的角度而需划一相贯线时，为了方便地调好主腿心柱(1)与付腿矩形滑轨框(10)的夹角，在主腿的心柱卡子上装有一个角度仪(3)，该角度仪的零线与主腿心柱(1)的中心线正投影重合。同时在角度仪零线上还铰接着一个活动垂直座标杆(4)，该杆一端套装在带尖指针上，另一端为一个与杆垂直的小平板。这样，当活动垂直座标杆与绘图平面(或曲面)垂直时，指针尖便指出了尖角度数。
参看图5～8，为了在划线的过程中调节划笔(7)与曲面的夹角，笔套筒(6)由三部份组成外套(11)、中间套(12)和划脚(13)。中间套(12)以滑配合装入外套(11)内，划脚(13)的锥柄装入中间套(12)的锥孔中。在中间套的侧壁上固定有一个圆柱销(14)，该销从外套侧壁上的圆弧槽中伸出，这样用手可方便地拨动销子，使中间套旋转。同时，划脚(13)有三种型式可供选择，以适应划笔与曲面之夹角，即直划脚(15)，弯曲划脚(16)和活动弯曲划脚(17)。否则，当划笔与曲面夹角很小时，很难划出曲线来。
参看图9，根据上段所述的同样原因，将主腿的心柱(1)的一端制成如下形状先用与心柱中心线成5°～10°夹角的平面将心柱截去一块，然后制成一个与截面成100°～160°夹角且尖点在心柱中心线上的一个斜尖脚。另一端制成20°园锥尖形。
当希望在各种几何形体上直接切割出曲线时，可以把笔套筒(6)取下，换上一个切割器即可完成。
另外，本划规可以适用于两个形体以任意角度相交。当交角较大时，可按图2所示位置使用，当交角较小时，可按图2所示位置倒过来使用。
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图10，当一个平面π斜切一个圆柱体时，其截面为一个椭圆，其长轴半径OA、短轴半径OB均为已知，这时在平面π上做椭圆的步骤如下(1)将划规主腿的心柱(1)尖点置于O点，调节划笔(7)与尖点间距离等于OB；(2)将付腿放在平面π上，並使付腿上的中心线指针(8)与OA线重合；(3)调整主、付腿间之夹角，使划笔(7)与主腿的心轴尖点间距离等于OA；(4)旋转主套筒(5)一周，划笔(7)则可画出椭圆。
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图11，当两个圆柱体M、N垂直相交时，其相贯线为一正圆。该相贯线画法如下(1)使心柱(1)垂直于划面；(2)调节笔套筒(6)，使划笔(7)与心柱(1)尖点距离等于圆柱N之半径，角度仪(3)指针(8)在O位；(3)旋转主套筒(5)一周，则划笔(7)画出相贯线之正圆。
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图12，当圆柱N以α角与圆柱M斜交时，其相贯线为一椭圆，画法如下(1)将角度仪(3)上的活动垂直座标杆调节到与圆柱M母线垂直；然后调节心柱(1)与活动垂直座标杆间夹角为90°－α；(2)将心柱(1)尖点置于圆柱N之心点C，矩形滑轨框(10)置于圆柱M表面上，並使中心线指针(8)过心点C；(3)调节笔套筒(6)，使划笔(7)与心柱(1)尖点距离等于圆柱N之半径；(4)旋转主套筒(5)一周，则划笔(7)画出该相贯线椭圆。
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图13，设某一平面π以α角与半径为R的圆柱M截交，其截交线为一椭圆，其展开图画法如下(1)先做左图平面π以α角斜切半径为R的圆柱M的正投影图ABXy；(2)再做右面展开图的1／4部份a、做矩形EKLW，其中EK＝Ay，KL＝ 1/4 πD＝ (πR)/2 ；b、以F为椭圆心点，以EF＝AD＝2R.Ctgα为短轴，以R为长轴做部份椭圆曲线Eu；c、做EG与EK夹角为α，从H点做EG之垂线HG；d、以G为椭圆心点，以GH为短轴，以GE为长轴做部份椭圆曲线uH与Eu相接，则EuH为展开曲线之1／4；(3)用上述方法在矩形WLPN中做出展开曲线之另外1／4段，即HV段；EuHV即为展开曲线之一半，同理，做出另一半ET段。
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图14，为两个圆锥体Ⅰ、Ⅱ相交，相贯线做法如下
(1)先做相贯线之正投影图(上图)a、以锥体Ⅰ底边G′E为直径做半圆，並将该半圆四等分，得等分点1、2、3；从1、2、3点分别做G′E之垂线得垂足1′、2′、3′；联接母线M1′、M2′、M3′；锥体Ⅱ各母线与锥体Ⅰ侧母线分别交于A、F、O、G、E点。
b、以锥体Ⅰ、Ⅱ中心线之交点X为圆心，分别以XF、XO、XG为半径划弧，与锥体Ⅰ左侧母线分别交于F′、O′、G′点；c、分别从F′、O′、C′点做锥体Ⅰ中心线之垂线F′H、O′C、G′K，並与相应母线分别交于B、C、D点；d、将曲线划规心柱尖点置于O点，分别联接AB、BC、CD、DE，则ABCDE曲线为两圆锥体Ⅰ、Ⅱ之相贯线正投影。
(2)做相贯线(下图)a、将锥体Ⅰ中心线置于水平位置並做出半个锥体图；b、分别从A、B、C、D、E各点向下图锥体Ⅰ中心线做垂线，交于A′、H′、O″、K′、E′点；截取H′B′＝HB；O″C＝O′C；K′D′＝KD；c、将曲线划规心柱尖点置于O″点，分别联接A′B′、B′C′、C′D′、D′E′，则A′B′C′D′E′为两锥体Ⅰ、Ⅱ之相贯线之一半。同理，可做出其另一半。
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图15，为两个圆锥体相交，其相贯线的展开图做法如下设第Ⅱ锥体的中心线与第Ⅰ锥体交点为C′；扇形A′D1D2为第Ⅱ锥体展开图之一半。
(1)以第Ⅱ锥体顶点A′为圆心，以A′B为半径划弧
；以A′C′为半径划弧
；以A′D为半径做
做＜D1A′D2之平分线A′E。
(2)将多功能曲线划规的心柱尖置于A′点，以A′D1为长轴並过C2′点做曲线；将心柱尖置于C3′点，以C3′B2为短轴做曲线与D1C2′相切。
则D1C2′B2为第Ⅰ、第Ⅱ圆锥相交相贯线展开图之一半。
本实用新型具有下面的优点1、具有多种功能。用一把曲线规可完成在平面上或平面与任意几何形体截交或两个几何形体相交相贯线之圆、椭圆、双曲线、抛物线等曲线或其展开图。
2、使用方便。
3、结构简单、制造容易、成本低廉。
因此适用于机械制造、石油化工、建筑工程等领域。
权利要求1.一种多功能曲线划规，主要由铰接在一起的主腿和付腿及套装在主腿上并可在其上转动或滑动的主套筒(5)和铰接在主套筒(5)上的笔套筒(6)与划笔(7)等零件组成，其特点是a、主腿由一根头部带尖的细长圆柱形心柱(1)和一个心柱卡子(2)两部份组成，心柱卡子(2)带有一个开槽的孔和一个螺钉、螺母付，心柱(1)从该孔中穿入，当螺母松开时，心柱可在孔中上下移动，当螺母拧紧后，心柱(1)被夹紧，b、付腿由一个矩形滑轨框(10)及一个可在它上面上下滑动的滑板(9)两部份组成，付腿的滑板(9)与主腿在A点铰接在一起。
2.根据权利要求1所述的多功能曲线划规，其特征是付腿的矩形滑轨框(10)的一端装有一个或两端各装一个中心线指针(8)，该指针一端通过付腿的矩形滑轨框(10)之中心线，另一端通过主腿的心柱(1)尖点B。
3.根据权利要求1所述的多功能曲线划规，其特征是主腿的心柱卡子(2)上装有一个角度仪(3)，该角度仪的零线与主腿的心柱(1)的中心线正投影重合，同时在角度仪零线上还装有一个活动垂直座标杆(4)。
4.根据权利要求1所述的多功能曲线划规，其特征是笔套筒(6)由三部份组成，即外套(11)，中间套(12)和划脚(13)，中间套(12)的滑配合装入外套(11)中，划脚(13)的锥柄插入中间套(12)的锥孔中，同时中间套(12)的侧壁上固定有一个圆柱销(14)，该销从外套(11)的侧壁上的圆弧槽中伸出，另外，划脚(13)有三种形式可供选择，即直划脚(15)，弯曲划脚(16)和活动弯曲划脚(17)。
5.根据权利要求1所述的多功能曲线划规，其特征是主腿的心柱(1)的一端制成如下形状先用与心柱(1)中心线成5°～10°夹角的平面将心柱截去一块，然后制出一个与截面成100°～160°夹角且尖点在心柱中心线上的一个斜尖脚。
6.根据权利要求1所述的多功能曲线划规，其特征是把笔套筒(6)取下后可换上切割器。
专利摘要本实用新型属绘图和划线工具。主要由铰接在一起的主腿和副腿及套装在主腿上并可在其上转动或滑动的主套筒和铰接在主套筒上的笔套筒与划笔等零件组成。特别是把副腿的结构改进为由一个矩形滑轨框和一个可在它上面上下滑动的滑板，并将滑板与主腿铰接在一起后，可完成在与任意几何形体截交的平面上或两个几何形体相交的几何体上划出圆、椭圆、双曲线、抛物线等截交线或相贯线及其展开图。
文档编号B43L9/00GK2040036SQ8820341
公开日1989年6月28日 申请日期1988年2月14日 优先权日1988年2月14日
发明者杨纪信 申请人:杨纪信