传统正弦规的改进

    周兰强

    摘 要：钳工实训教学中加工一些工件的斜面有较高的角度位置要求，常用到正弦规，传统正弦规在使用中，对于工件斜面的高度控制，需要通过复杂的计算，较为繁琐，本制作通过改变正弦两钢圆柱形状从而避免计算，直接测量控制高度。

    关键词：正弦定理;新型正弦规;测量控制

    1? ?传统正弦规测量时的弊端

    正弦规是根据正弦函数原理（在直角三角形中角度的正弦函数等于对边比斜边的值），利用量块组合尺寸，测量角度和锥度等的测量器具，也称正弦尺。在一些工件的实际加工过程中，我们发现有一些工件除要保证角度也要保证尺寸精度，而传统的正弦规尺寸的计算较为复杂，要利用正弦规结合杠杆表对工件尺寸进行控制，必须测量并计算出正弦规的“尖点”（正弦工作面和正面挡板相交的直线在正投影面上的交点）到平板的尺寸HN如图1。每个正弦规的“尖点”尺寸是不相同的，另外“尖点”尺寸是随着角度的变化而变化的。对正弦规“尖点”的测量方法非常繁琐，费时又容易出错。方法如下：我们在正弦规的工作面和正面的挡板之间放一个直径适当的验棒，用杠杆表和量块或者高度游标卡尺测量出CD的高度。 然后计算出此角度下正弦规底角点I的高度。图中已知：∠QIZ=α? （α为被测角度）? CD= Ф30检验棒最高点的尺寸，Ф30檢验棒半径=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最终可以求出：GH=JP=CD-15-OJ? 即正弦规底角点的高度为（CD-15-OJ）mm。在实际加工斜面时，由于计算方法复杂，很难去计算，尤其在一些竞赛考试场合，时间紧，更容易忙中计算错，导致产生加工尺寸误差。根据分析设计，通过对传统正弦规的改进制造出了新型正弦规有效的解决了这个问题。

    2? ?新型正弦规

    2.1 新型正弦规原理

    传统正弦规A点（尖点）到基准平板的距离L在不同的角度下，是不一样，尺寸计算复杂，而新型正弦规把A点（尖点）设置在两钢圆柱的圆心位置，我们知道圆心到圆周上任意点的距离都相等的原理，这样不管在什么角度下，距离L的数字为常数，见图2。

    2.2新型正弦规的制作

    新型正弦规使用了两个大钢圆柱（根据所需工作面高度和挡板高度确定圆柱直径），一块钢长方体，和一块正面侧挡板共三大部件另加螺钉，比传统正弦规少了一块侧挡板（由其中一根圆柱体内侧面代替）。

    制作时先加工刚长方体长度为100正负0.005（重要）;宽度45尺寸偏差考虑到不影响测量精度，和加工的经济性可取大一些，以降低加工成本;厚度的大小尺寸精度要与钢圆柱相匹配。两圆柱要切除一个缺口，在加工时，左右方向要加到中线位置;上下切除后，要使得相应厚度的钢长方体安装后，A点即尖点的位置正好的大圆柱体圆心位置（该制作的又一重要点）。右侧圆柱除了保证位置正确外，要作一些改动方便使用。首先为了可以测量长工件，把右圆柱体上面除去，圆柱体上表面因与工作面平齐或略低于工作面。为了便于运输、使用，右圆柱体的侧面可再去除一部分把总长控制在一定的范围内，但切除部分不可大于半径。

    2.3 新型正弦规的使用

    在加工工件的斜面时，要保证斜面的正确位置就要计算出D的高度，控制好了D的高度就控制了位置。如图3所示，使用传统正弦规时，要控制好A1就要控制好H1，H1=B1+A1，B1计算繁琐。使用改进的新型正弦规，B2的尺寸是常数为圆柱半径，H2=B2+A2，直接就可以加工，省时，不出错，提高效率。

    3 总结

    在钳工传统的加工或是车工加工中，有斜面或是锥度的工件的加工检测，离不开正弦规。在需要保证尺寸精度的情况下，改进后的新型正弦规能够保证传统正弦规测量角度的要求又可以省去复杂的尺寸计算，大大缩短工件加工辅助时间。

    参考文献：

    [1]马履中.机械原理与设计（第一版）[M].北京：机械工业出版社，2011.

    [2]宋浚然，郭翼龙.钳工基础技能（第一版）[M].中国林业出版社，2009.

    [3]王静，丁华.中华人民共和国国家标注正弦规GB/T22526-2008[S].