Синусная линейка: принцип, виды и применение

Что такое синусная линейка?

Синусная линейка (sine bar) — закаленное, точно шлифованное тело с двумя точно шлифованными цилиндрами на концах. Расстояние между центрами цилиндров строго контролируется, верхняя грань параллельна линии через центры двух роликов.

Расстояние между роликами выбирают целым числом (для удобства расчетов) — это гипотенуза треугольника при работе.

Когда синусная линейка на горизонтальной поверхности, верхний край параллелен ей. Если один ролик поднимают на известную высоту (обычно калибровочными блоками), верхний край наклоняется на тот же угол, вычисляемый по синусному правилу.

• Гипотенуза — постоянная величина (100 мм или 10 дюймов в примерах).
• Высота — расстояние от дна одного ролика до поверхности стола.
• Угол вычисляют по синусному правилу (тригонометрическая функция). Справочники содержат таблицы размеров для углов 0–90° с шагом 1 минута.

Sin(угол) = (Катет/Гипотенуза)

С инструментом измеряют или устанавливают углы.

Понимание синусной линейки

Синусная линейка используется с калибровочными блоками (slip gauge blocks) для точного углового измерения. Либо для измерения угла с высокой точностью, либо для ориентирования детали под заданным углом. Изготовлены из высокохромистой коррозийностойкой стали, закалены, точно шлифованы, стабилизированы.

Два цилиндра равного диаметра на концах. Оси параллельны друг другу и верхней грани линейки, равноудалены от нее. Точность до 0,01 мм/м длины линейки.

Синусная линейка обычно используется с калибровочными блоками. Линейка — гипотенуза прямоугольного треугольника, блоки — противолежащий катет. Высота блока = длина линейки × sin(угол): H = L × sin(θ).

Пример: для угла 13° с линейкой 5,000″: H = 5,000″ × sin(13°). Блоки высотой 1,124″ поднимают линейку к нужному углу.

Принцип

Углы измеряют синусной линейкой с калибровочными блоками и часовой индикатором или уровнем. Цель — сделать поверхность, на которой стоит индикатор/уровень, горизонтальной.

Пример: измерение угла клина. Клин на горизонтальном столе. Синусная линейка на наклонной поверхности клина — верхняя грань наклонена так же. Калибровочными блоками делают верхнюю грань горизонтальной. Синус угла наклона = отношение высоты блоков к расстоянию между центрами цилиндров.

Виды синусной линейки

Простейший тип — закаленная стальная планка с точными цилиндрами на концах, оси параллельны друг другу и верхней грани. В продвинутом типе в теле просверлены отверстия для облегчения и удобства.

1. Синус-центр (Sine center)

Специальный тип для конических объектов с внешним и внутренним конусом. Не измеряет углы >60°.

2. Синус-стол (Sine table / Sine plate)

Крупная и широкая синусная линейка, обычно с механизмом фиксации после позиционирования, для удержания заготовок во время операций.

3. Составной синус-стол (Compound sine table)

Для измерения составных углов крупных деталей. Два синус-стола установлены один над другим под прямым углом. Столы можно поворачивать для нужной ориентации.

Ограничения

• Неизвестные выступы на детали вводят ошибки в измеряемый угол.
• Нет научного подхода к изготовлению калибровочных блоков — проб и ошибок, трудоемко.
• Длина синусной линейки должна быть ≥ длины проверяемой детали.
• Если деталь слишком длинная, линейки нет. Тогда используют синусную линейку с высотомером.

Применение

• Установка или определение заготовки под заданным углом.
• Проверка неизвестных углов детали.
• Спец. синусные линейки для монтажа детали для конической обработки.
• Проверка неизвестных углов на тяжелых компонентах.
• Проверка углов шпонок.
• Проверка плоскости поверхности.