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傳統(tǒng)正弦規(guī)的改進(jìn)
常熟市中等專業(yè)學(xué)校 周蘭強(qiáng) 2019/4/7 20:51:10
摘要：鉗工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中加工一些工件的斜面有較高的角度位置要求，常用到正弦規(guī)，傳統(tǒng)正弦規(guī)在使用中，對(duì)于工件斜面的高度控制，需要通過復(fù)雜的計(jì)算，較為繁瑣，本制作通過改變正弦兩鋼圓柱形狀從而避免計(jì)算，直接測量控制高度。
關(guān)鍵詞：正弦定理; 新型正弦規(guī)
1 傳統(tǒng)正弦規(guī)測量時(shí)的弊端
正弦規(guī)是根據(jù)正弦函數(shù)原理（在直角三角形中角度的正弦函數(shù)等于對(duì)邊比斜邊的值），利用量塊組合尺寸，測量角度和錐度等的測量器具，也稱正弦尺。在一些工件的實(shí)際加工過程中，我們發(fā)現(xiàn)有一些工件除要保證角度也要保證尺寸精度，而傳統(tǒng)的正弦規(guī)尺寸的計(jì)算較為復(fù)雜，要利用正弦規(guī)結(jié)合杠桿表對(duì)工件尺寸進(jìn)行控制,必須測量并計(jì)算出正弦規(guī)的"尖點(diǎn)"(正弦工作面和正面擋板相交的直線在正投影面上的交點(diǎn))到平板的尺寸HN如圖1。每個(gè)正弦規(guī)的"尖點(diǎn)"尺寸是不相同的,另外"尖點(diǎn)"尺寸是隨著角度的變化而變化的.對(duì)正弦規(guī)"尖點(diǎn)"的測量方法非常繁瑣，費(fèi)時(shí)又容易出粗。方法如下：我們在正弦規(guī)的工作面和正面的擋板之間放一個(gè)直徑適當(dāng)?shù)尿?yàn)棒,用杠桿表和量塊或者高度游標(biāo)卡尺測量出CD的高度。 然后計(jì)算出此角度下正弦規(guī)底角點(diǎn)I的高度。 圖中已知：∠QIZ=α （α為被測角度） CD= Ф30檢驗(yàn)棒最高點(diǎn)的尺寸，Ф30檢驗(yàn)棒半徑=15mm 可知：在直角三角形△JIN中∠JIN=90°-α，在直角三角形△MIO中∠MIO=45° OI=OM/sin45°=15/sin45°=21.21mm 所以：∠JIO=∠JIN +∠MIO =135 °-α 在直角三角形△OJI中：OJ=sin∠JIO*OI=sin(135°-α)*21.21最終可以求出：GH=JP=CD-15-OJ 即正弦規(guī)底角點(diǎn)的高度為(CD-15-OJ)mm。在實(shí)際加工斜面時(shí)，由于計(jì)算方法復(fù)雜，很難去計(jì)算，尤其在一些競賽考試場合，時(shí)間緊，更容易忙中計(jì)算錯(cuò)，導(dǎo)致產(chǎn)生加工尺寸誤差。根據(jù)分析設(shè)計(jì)，通過對(duì)傳統(tǒng)正弦規(guī)的改進(jìn)制造出了新型正弦規(guī)有效的解決了這個(gè)問題。
圖 1 計(jì)算正弦規(guī)
2 新型正弦規(guī)
2.1新型正弦規(guī)原理
傳統(tǒng)正弦規(guī)A點(diǎn)（尖點(diǎn)）到基準(zhǔn)平板的距離L在不同的角度下，是不一樣，尺寸計(jì)算復(fù)雜，而新型正弦規(guī)把A點(diǎn)（尖點(diǎn)）設(shè)置在兩鋼圓柱的圓心位置，我們知道圓心到圓周上任意點(diǎn)的距離都相等的原理，這樣不管在什么角度下，距離L的數(shù)字為常數(shù)，見圖2
圖 2 改進(jìn)后正弦規(guī)使用示意圖
2.2 新型正弦規(guī)的制作
新型正弦規(guī)使用了兩個(gè)大鋼圓柱（根據(jù)所需工作面高度和擋板高度確定圓柱直徑），一塊鋼長方體，和一塊正面?zhèn)葥醢骞踩蟛考砑勇葆�，比傳統(tǒng)正弦規(guī)少了一塊側(cè)擋板（由其中一根圓柱體內(nèi)側(cè)面代替）。
制作時(shí)先加工剛長方體長度為100正負(fù)0.005（重要）；寬度45尺寸偏差考慮到不影響測量精度，和加工的經(jīng)濟(jì)性可取大一些，以降低加工成本；厚度的大小尺寸精度要與鋼圓柱相匹配。兩圓柱要切除一個(gè)缺口，在加工時(shí)，左右方向要加到中線位置；上下切除后，要使得相應(yīng)厚度的鋼長方體安裝后，A點(diǎn)即尖點(diǎn)的位置正好的大圓柱體圓心位置（該制作的又一重要點(diǎn)）。右側(cè)圓柱除了保證位置正確外，要作一些改動(dòng)方便使用。首先為了可以測量長工件，把右圓柱體上面除去，圓柱體上表面因與工作面平齊或略低于工作面。為了便于運(yùn)輸、使用，右圓柱體的側(cè)面可再去除一部分把總長控制在一定的范圍內(nèi)，但切除部分不可大于半徑。
2.3新型正弦規(guī)的使用
在加工工件的斜面時(shí)，要保證斜面的正確位置就要計(jì)算出D的高度，控制好了D的高度就控制了位置。如圖3所示，使用傳統(tǒng)正弦規(guī)時(shí)，要控制好A1就要控制好H1，H1=B1+A1，B1計(jì)算繁瑣。使用改進(jìn)的新型正弦規(guī)，B2的尺寸是常數(shù)為圓柱半徑，H2=B2+A2，直接就可以加工，省時(shí)，不出錯(cuò)，提高效率。
圖 3 新型正弦規(guī)與傳統(tǒng)正弦規(guī)測量對(duì)比
3 總結(jié)
在鉗工傳統(tǒng)的加工或是車工加工中，有斜面或是錐度的工件的加工檢測，離不開正弦規(guī)。在需要保證尺寸精度的情況下，改進(jìn)后的新型正弦規(guī)能夠保證傳統(tǒng)正弦規(guī)測量角度的要求又可以省去復(fù)雜的尺寸計(jì)算，大大縮短工件加工輔助時(shí)間。
參考文獻(xiàn)
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