CN112857302B - 一种角度测量方法及划角度线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钳工加工方法领域，公开了一种角度测量方法及划角度线的方法。角度测量方法包括：用正弦规将工件待测量角度的一个平面垫至平行于参考平面，建立特定直角坐标系，计算被垫平平面上的任意一点A理论坐标(X₀，Y₀),并将其带入公式H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R，以求得被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀，测量被垫平平面的实际高度H，若|H‑H₀|≤ε，则待测量角度合格，若|H‑H₀|＞ε，则待测量角度不合格，公式中ε≥0。该测量角度方法操作过程简单、测量精度高。一种划角度线的方法，将工件放置在正弦规上，通过上述方法求得待划线平面距离参考平面的理论高度H₀，将高度规的划线头调高至H₀，并工件上划线。该划线方法划角度加工线操作过程简单、精度高。

Description

一种角度测量方法及划角度线的方法

技术领域

本发明涉及钳工加工方法技术领域，尤其涉及一种角度测量方法及划角度线的方法。

背景技术

正弦规是利用三角函数中的正弦关系并与量块、杠杆表配合校验工件角度或锥度的一种精密量具。尤其适用于燕尾、多角度、圆锥的锥度等没有测量基准的工件的测量。如图1所示，正弦规包括主体1′和设置在主体1′下方两端的圆柱体2′，主体的一侧设置有挡板3′，挡板3′与主体1′垂直设置。

在采用正弦规测量角度时，先将工件相垂直的两个面分别抵接在正弦规主体1′和挡板3′上，再通过将正弦规一端的圆柱体2′垫高，以将待测量的角度的一个面垫成水平，计算被垫平的面距离参考平面的理论高度H₀，再测量实际高度H，通过比对实际高度和理论高度的差值以确定角度精度是否达标，即将角度的测量转化为平面的测量。

现有技术中，如图1所示，在计算待测量角度的被垫平平面到参考平面的理论高度H₀时，通常采用公式H₀＝h+d，公式中，d为工件待测量角度的被垫平面到主体与挡板的交线的高度，h为正弦规的一端被垫高后，主体与挡板的交线到参考平面的高度。然而，在测量h时，需要借助标准校验棒、量块及直角弯尺等工具辅助测量，并通过公式计算得到，且当正弦规一端垫高的高度不同时h的值也不同，均需要上述的测量和计算过程，该过程使用量具多、操作复杂，也容易导致计量精度差。

因此，亟需发明一种角度测量方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于正弦规的角度测量方法，测量角度操作过程简单、测量精度高。

本发明的目的在于提出一种划角度线的方法，该角度划线方法划角度加工线操作过程简单、精度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供了一种角度测量方法，包括：

步骤S1，用正弦规将工件的待测量角度的一个平面垫至平行于参考平面；

步骤S2，以所述正弦规靠近其挡板的圆柱体的轴心为坐标原点O，以所述正弦规垫高后平行于其主体的方向为X轴，以所述正弦规垫高后平行于所述挡板的方向为Y轴，建立直角坐标系；

步骤S3，计算被垫平平面上的任意一点A在直角坐标系中的理论坐标(X₀，Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0；

步骤S4，根据公式H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R，计算被垫平的平面距离所述参考平面的理论高度H₀，公式中，α为待测量角度的理论值，R为坐标原点O处的所述圆柱体的半径；

步骤S5，测量被垫平平面的实际高度H，若|H-H₀|≤ε，则待测量角度合格，若|H-H₀|＞ε，则待测量角度不合格，公式中ε≥0。

可选地，A点的横坐标的值X₀＝S₁-K，公式中，S₁为A点到所述挡板的理论最小距离，K为Y轴到所述挡板的最小距离。

可选地，Y轴到所述挡板的最小距离K＝R-D，公式中，D为所述挡板平行于所述参考平面放置时，所述挡板的上表面距离所述参考平面的最小距离。

可选地，A点的纵坐标的值Y₀＝L₁+L₂，公式中，L₁为A点到所述主体上表面的最小距离，L₂为所述主体上表面到X轴的最小距离。

可选地，所述主体的下表面与X轴重合时，所述主体上表面到X轴之间的最小距离L₂为所述主体的厚度。

可选地，在进行步骤S1时，将工件放置在所述正弦规上，使所述工件相垂直的两个面分别与所述主体的上表面和所述挡板相抵接，用量块将远离所述挡板的圆柱体垫高H₁，以使待测量角度的一个平面平行于所述参考平面。

可选地，远离所述挡板的圆柱体垫高的高度H₁＝S₂sinα，公式中，S₂为所述正弦规的两个所述圆柱体的中心距。

可选地，被垫平平面的实际高度H采用高度规测量。

可选地，通过所述高度规多次测量被垫平平面的实际高度H，记录测得的实际高度H的最大值H_max与最小值H_min，若|H_max-H₀|≤ε，且|H_min-H₀|≤ε，则测量角度合格，否则不合格。

还提供了一种划角度线的方法，包括：

步骤S1，将工件放置在正弦规上，并将所述正弦规远离其挡板的一端垫高至理论待划线高度H₁，理论待划线高度H₁＝S₂sinβ，公式中，S₂为所述正弦规的两个圆柱体的中心距，β为待划线角度的理论值；

步骤S2，以靠近所述挡板的所述圆柱体的轴心为坐标原点O，以所述正弦规垫高后平行于其的主体的方向为X轴，以所述正弦规垫高后平行于所述挡板的方向为Y轴，建立直角坐标系；

步骤S3，计算待划线平面上任意一点的坐标(X₀,Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0；

步骤S4，根据公式H₀＝X₀sinβ+Y₀cosβ+R，计算待划线距离参考平面的理论高度H₀，公式中，R为坐标原点O处的所述圆柱体的半径；

步骤S5，将高度规的划线头调高至理论待划线高度H₀，并用所述划线头在所述工件上划线。

本发明有益效果为：

本发明角度测量方法，通过建立以靠近挡板的圆柱体的轴心为坐标原点O，以正弦规垫高后平行于主体的方向为X轴，以平行于挡板的方向为Y轴的直角坐标系，使得被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀可以通过公式H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R计算求得，其中X₀和Y₀均可以通过正弦规的标准参数及工件标注尺寸直接得到或者经过简单的计算得到，不必再先借助标准校验棒、量块及直角弯尺等工具辅助测量再计算求得，求取被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀时节省了测量的过程，使得理论高度H₀计算精度更高，且计算简单，进而时角度的检测过程简便，测量精度高。

本发明的划线方法，通过上述建立坐标系的方法，使求取被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀时，节省测量的过程，使得理论高度H₀计算精度更高，且计算简单，进而使得划线方法过程简便，测量精度高。

附图说明

图1是现有技术中计算待测量角度α被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀方法的原理示意图；

图2是本发明中计算待测量角度α被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀方法的原理示意图；

图3是本发明中计算坐标原点O到挡板的距离K的方法的原理示意图；

图4是本发明中待划线角度β的一条边的划线原理示意图。

图中：

1′-主体；2′-圆柱体；3′-挡板；4′-工件；5′-参考平面；

1-主体；2-圆柱体；3-挡板；4-工件；5-参考平面；6-量块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

正弦规广泛地应用于燕尾、多角度、圆锥的锥度等没有测量基准的工件的测量。如图1所示，在计算待测量角度的被垫平平面到参考平面的理论高度H₀时，通常采用公式H₀＝h+d，公式中，d为工件4′待测量角度的被垫平面到主体1′与挡板3′的交线的高度，h为正弦规被垫高后，主体1′与挡板3′的交线到参考平面5′的高度。而h的测量，需要借助标准校验棒、量块及直角弯尺等工具辅助测量，并通过公式计算得到，且正弦规一端垫高的高度不同时h的值也不同，均需要上述的测量和计算过程，该过程使用量具多、操作复杂，也容易导致计量精度差。

针对上述问题，本实施例提供了一种角度测量方法，其可用于钳工测量工件角度技术领域。结合图2，角度测量方法包括：

步骤S1，用正弦规将工件4的待测量角度的一个平面垫至平行于参考平面5；

步骤S2，以正弦规靠近其挡板3的圆柱体的轴心为坐标原点O，以正弦规垫高后平行于其主体1的方向为X轴，以正弦规垫高后平行于挡板3的方向为Y轴，建立直角坐标系；

步骤S3，计算被垫平平面上的任意一点A在直角坐标系中的理论坐标(X₀，Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0；

步骤S4，根据公式H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R，计算被垫平的平面距离参考平面5的理论高度H₀，公式中，α为待测量角度的理论值，R为坐标原点O处的圆柱体2的半径；

步骤S5，测量被垫平平面的实际高度H，若|H-H₀|≤ε，则待测量角度合格，若|H-H₀|＞ε，则待测量角度不合格，公式中ε≥0。

通过建立上述直角坐标系，使得被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀可以通过公式H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R计算求得，其中X₀和Y₀均可以通过正弦规的标准参数及工件标注尺寸直接得到或者经过简单的计算得到，不必再先借助标准校验棒、量块及直角弯尺等工具辅助测量再计算求得，求取被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀时节省了测量的过程，使得理论高度H₀计算精度更高，且计算简单，进而时角度的检测过程简便，测量精度高。

在进行步骤S1时，先将工件4放置在正弦规上，使工件4相垂直的两个面分别与主体1的上表面和挡板3相抵接，用量块6将远离挡板3的圆柱体2垫高至距离参考平面H₁，以使待测量角度的一个平面平行于参考平面5。其中垫高的高度H₁＝S₂sinα，公式中，α为待测量角度的理论值，S₂为正弦规的两个所述圆柱体2的中心距。正弦规的两个圆柱2的中心距S₂为正弦规的基本参数，现有的标准正弦规的中心距S₂一般为100mm或者200mm，实际测量时将所使用的正弦规的中心距S₂直接带入公式即可。

步骤3中在计算被垫平平面上的任意一点在直角坐标系中的理论坐标时，可以选择被垫平平面上较为特殊的端点，这样就可以借助图纸上标注的尺寸进行计算，便于求得坐标值。本实施例以A点位于被垫平平面的左端端点为例进行说明。

A点的横坐标的值X₀＝S₁-K，公式中，S₁为A点到挡板3的理论最小距离，K为Y轴到挡板3的最小距离。如图2所示，A点到挡板3的理论最小距离S₁的值为AB两点间的距离，可以查找工件4的图纸尺寸得到。

可选地，如图3所示，Y轴到挡板3的最小距离K＝R-D，公式中，R为坐标原点O处的圆柱体2的半径，其为正弦规的固定参数；D为挡板3平行于参考平面5放置时，挡板3的上表面距离参考平面5的最小距离，D可以直接通过直尺或者卡尺测量得到。

A点的纵坐标的值Y₀＝L₁+L₂，公式中，L₁为A点到主体1上表面的最小距离，L₂为所述主体1上表面到X轴的最小距离。如图3所示，当主体1的下表面与X轴重合时，主体1上表面到X轴之间的最小距离L₂为主体1的厚度，主体1的厚度为正弦规的基本参数，可以查找正弦规的参数表得到，L₁为A点到主体1上表面的最小距离，可以查找工件4的图纸得到。

步骤S4中，将步骤3求得的A点的理论坐标(X₀，Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0代入公式，H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R中，以求得被垫平的平面距离参考平面5的理论高度H₀，上述公式的推导过程如下：

以A点位于被垫平平面的左端端点为例进行说明，如图2所示，

H₀＝h1+h2+h3+R 式(1)

其中，h1＝(S₁-K)sinα式(2)

h2＝L₁cosα 式(3)

h3＝L₂cosα 式(4)

将式(2)、式(3)及式(4)带入式(1)中，得到如下：

H₀＝h1+h2+h3+R

＝(S₁-K)sinα+L₁cosα+L₂cosα+R

＝(S₁-K)sinα+(L₁+L₂)cosα+R

＝X₀sinα+Y₀cosα+R

步骤S4中，被垫平平面的实际高度H采用高度规测量，优选地，通过高度规多次测量被垫平平面的实际高度H，记录测得的实际高度H的最大值H_max与最小值H_min，若|H_max-H₀|≤ε，且|H_min-H₀|≤ε，则测量角度合格，否则不合格。在其他实施例中，被垫平平面的实际高度H还可以通过其他工具进行测量。

本发明还提供了一种划角度线的方法，如图4所示，包括：

步骤S1，将工件4放置在正弦规上，并将正弦规远离其挡板3的一端垫高至理论待划线高度H₀，理论待划线高度H₀＝S₂sinβ，公式中，S₂为正弦规的两个圆柱体的中心距，β为待划线角度的理论值；

步骤S2，以靠近挡板3的圆柱体2的轴心为坐标原点O，以正弦规垫高后平行于其主体1的方向为X轴，以正弦规垫高后平行于挡板3的方向为Y轴，建立直角坐标系；

步骤S3，计算待划线平面上任意一点的坐标(X₀,Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0；

步骤S4，根据公式H₀＝X₀sinβ+Y₀cosβ+R，计算待划线距离参考平面5的理论高度H₀，公式中，R为坐标原点O处的圆柱体2的半径；

步骤S5，将高度规的划线头调高至理论待划线高度H₀，并用划线头在工件4上划线。

通过上述方法即可以实现对待加工角度的加工面的划线过程，上述方法求取被垫平的平面距离参考平面的理论高度H₀时，节省测量的过程，使得理论高度H₀计算精度更高，且计算简单，进而使得划线方法过程简便，测量精度高。

需要说明的是，划角度线的方法，步骤S1中工件4的放置方式、步骤3中待划线平面上任意一点的坐标(X₀,Y₀)的求取过程均与角度测量方法一致，在此不再赘述。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种角度测量方法，其特征在于，包括：

步骤S1，用正弦规将工件(4)的待测量角度的一个平面垫至平行于参考平面(5)；

步骤S2，以所述正弦规靠近其挡板(3)的圆柱体(2)的轴心为坐标原点O，以所述正弦规垫高后平行于其主体(1)的方向为X轴，以所述正弦规垫高后平行于所述挡板(3)的方向为Y轴，建立直角坐标系；

步骤S3，计算被垫平平面上的任意一点A在直角坐标系中的理论坐标(X₀，Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0；

步骤S4，根据公式H₀＝X₀sinα+Y₀cosα+R，计算被垫平的平面距离所述参考平面(5)的理论高度H₀，公式中，α为待测量角度的理论值，R为坐标原点O处的所述圆柱体(2)的半径；

步骤S5，测量被垫平平面的实际高度H，若|H-H₀|≤ε，则待测量角度合格，若|H-H₀|＞ε，则待测量角度不合格，公式中ε≥0。

2.如权利要求1所述的角度测量方法，其特征在于，A点的横坐标的值X₀＝S₁-K，公式中，S₁为A点到所述挡板(3)的理论最小距离，K为Y轴到所述挡板(3)的最小距离。

3.如权利要求2所述的角度测量方法，其特征在于，Y轴到所述挡板(3)的最小距离K＝R-D，公式中，D为所述挡板(3)平行于所述参考平面(5)放置时，所述挡板(3)的上表面距离所述参考平面(5)的最小距离。

4.如权利要求1所述的角度测量方法，其特征在于，A点的纵坐标的值Y₀＝L₁+L₂，公式中，L₁为A点到所述主体(1)上表面的最小距离，L₂为所述主体(1)上表面到X轴的最小距离。

5.如权利要求4所述的角度测量方法，其特征在于，所述主体(1)的下表面与X轴重合时，所述主体(1)上表面到X轴之间的最小距离L₂为所述主体(1)的厚度。

6.如权利要求1所述的角度测量方法，其特征在于，在进行步骤S1时，将工件(4)放置在所述正弦规上，使所述工件(4)相垂直的两个面分别与所述主体(1)的上表面和所述挡板(3)相抵接，用量块(6)将远离所述挡板(3)的圆柱体(2)垫高H₁，以使待测量角度的一个平面平行于所述参考平面(5)。

7.如权利要求6所述的角度测量方法，其特征在于，远离所述挡板(3)的圆柱体(2)垫高的高度H₁＝S₂sinα，公式中，S₂为所述正弦规的两个所述圆柱体(2)的中心距。

8.如权利要求1所述的角度测量方法，其特征在于，被垫平平面的实际高度H采用高度规测量。

9.如权利要求8所述的角度测量方法，其特征在于，通过所述高度规多次测量被垫平平面的实际高度H，记录测得的实际高度H的最大值H_max与最小值H_min，若|H_max-H₀|≤ε，且|H_min-H₀|≤ε，则测量角度合格，否则不合格。

10.一种划角度线的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，将工件(4)放置在正弦规上，并将所述正弦规远离其挡板(3)的一端垫高至理论待划线高度H₀，理论待划线高度H₀＝S₂sinβ，公式中，S₂为所述正弦规的两个圆柱体(2)的中心距，β为待划线角度的理论值；

步骤S2，以靠近所述挡板(3)的所述圆柱体(2)的轴心为坐标原点O，以所述正弦规垫高后平行于其主体(1)的方向为X轴，以所述正弦规垫高后平行于所述挡板(3)的方向为Y轴，建立直角坐标系；

步骤S3，计算待划线平面上任意一点的坐标(X₀,Y₀),其中X₀≥0，Y₀＞0；

步骤S4，根据公式H₀＝X₀sinβ+Y₀cosβ+R，计算待划线距离参考平面(5)的理论高度H₀，公式中，R为坐标原点O处的所述圆柱体(2)的半径；

步骤S5，将高度规的划线头调高至理论待划线高度H₀，并用所述划线头在所述工件(4)上划线。

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