사인 바 정밀 각도 측정 마스터하기 (Unit 3)

학습 목표

이 단원을 완료하면 다음을 수행할 수 있습니다:

• 사인 바의 원리 이해
• 사인 바 올바른 사용법 설명
• 슬립 게이지 블록과 링잉(wringing) 이해
• 게이지 블록 높이 계산

사인 바(The Sine Bar)

사인 바는 슬립 게이지 블록과 함께 사용하여 정밀 각도 측정에 활용됩니다. 사인 바는 각도를 매우 정확하게 측정하거나, 공작물을 주어진 각도로 정위치시키는 데 사용됩니다. 고크롬 내식강으로 제작되며, 경화·정밀 연마·안정화 처리됩니다.

양 끝에 같은 직경의 실린더 두 개가 장착되어 있습니다. 이 두 실린더의 축은 서로 평행하며, 사인 바 상면과도 평행하고 동일한 거리에 있습니다. 사인 바 길이 1m당 최대 0.01mm 정밀도를 얻을 수 있습니다.

사인 바는 일반적으로 슬립 게이지 블록과 함께 사용됩니다. 사인 바는 직각삼각형의 빗변이 되고, 슬립 게이지 블록은 대변(높이)이 됩니다. 슬립 게이지 블록 높이는 원하는 각도의 사인에 사인 바 길이를 곱해 구합니다: H = L × sin(θ).

예: 5.000인치 사인 바로 13° 각도 설정 시, sin(13°)에 5.000인치를 곱합니다: H = 5.000인치 × sin(13°). 높이 1.124인치로 슬립 게이지 블록을 쌓아 사인 바를 올리면 원하는 13° 각도가 설정됩니다.

사인 바 원리

• 삼각법이 사인 바 사용에 적용됩니다.
• 표면 플레이트, 사인 바, 슬립 게이지로 정밀 각도를 형성합니다.
• 표준 변 길이 AB를 사용하고, BC = AB × sin(θ)로 변 BC 높이를 계산해 임의 각도 θ를 설정할 수 있습니다.
• 각도 θ는 θ = asin(BC/AB)로 구합니다.
• 그림 1은 표면 플레이트 위 사인 바에 필요한 높이 BC의 슬립 게이지 블록을 놓아 원하는 각도 θ를 형성한 전형적인 셋업을 보여줍니다.

링잉(Wringing)

링잉은 측정면 간에 공기층 없이 밀착·부착되는 상태를 말합니다. 손으로 슬라이딩과 비틀기 동작으로 수행합니다. 한 게이지를 다른 게이지에 수직으로 놓고 표준 게이징 압력으로 회전 운동을 가해 블록이 정렬되게 합니다. 이 과정에서 게이지 면 사이의 공기가 배출되어 블록이 부착됩니다. 이 부착력은 분자 인력과 대기압에 의한 것입니다. 슬립 게이지를 분리할 때도 슬라이딩과 비틀기 동작을 병행해야 합니다.

1. 사인 바로 각도 설정 시, 먼저 사인 바 중심 거리(C), 설정할 각도(A), 각도 단위(도-분-초 또는 십진도)를 결정하십시오.
2. 해당 정보를 아래 입력란에 입력하십시오. 소수점 구분자는 각도 단위와 관계없이 십진점을 사용하십시오.
3. '계산' 버튼을 누르면 반환된 크기와 같은 게이지 블록 스택(G)을 조립하십시오. 스택 단위는 중심 거리 단위와 일치합니다(예: 5인치 사인 플레이트면 게이지 블록 스택도 인치 단위).
4. 이 슬립 게이지 블록을 사인 장치의 게이지 블록 롤 아래에 놓으면 원하는 각도가 설정됩니다.
5. 잠금 장치가 있는 장비는 잠그고 나면 준비 완료입니다.

사인 바와 블록 스택으로 단순히 각도만 설정하려면, 계산기에서 원하는 각도의 사인을 구하고 사인 바 실린더 중심 거리와 곱하십시오. 이 값과 같은 블록 스택을 조립해 실린더 하나 아래에 놓으십시오.

사인 바 셋업 계산

사인 바를 특정 각도로 설정하는 데 필요한 게이지 블록 높이를 계산하려면, 각도의 SIN을 구해 사인 바 길이와 곱하면 됩니다. 사인 바 길이는 사인 바 게이지 핀 중심 간 거리입니다.

예제:

5.0인치 사인 바 또는 사인 플레이트를 30°로 설정

SIN(30°) = 0.5000

0.5000 × 5.0인치 (사인 바 길이) = 2.5000인치

소수점 4자리 반올림 = 2.5000인치 게이지 블록 높이.

표 1: 5인치 사인 바 기준 일반적인 각도와 높이

각도	높이
5°	0.4358인치
10°	0.8682인치
15°	1.2941인치
20°	1.7101인치
25°	2.1131인치
30°	2.5000인치
35°	2.8679인치
40°	3.2139인치
45°	3.5355인치
50°	3.8302인치
55°	4.0958인치
60°	4.3301인치

사인 바 사용법

알려진 각도 측정이나 공작물을 주어진 각도로 정위치시키려면:

1. 완벽하게 평평하고 깨끗한 표면 플레이트를 사용하십시오.
2. 한 롤러는 표면 플레이트에, 다른 롤러는 높이 H의 슬립 게이지 블록 스택 위에 놓으십시오.
3. 사인 바를 각도 θ로 설정합니다.
4. sin(θ) = H/L, 여기서 L은 중심 간 거리입니다.
5. θ를 알면 H를 구할 수 있고, 사인 바 윗면이 표면 플레이트에 대해 θ 각도로 기울어지므로 공작물을 이 각도로 설정할 수 있습니다.
6. 더 좋은 결과를 위해 두 롤러를 각각 높이 H1, H2의 슬립 게이지 블록 위에 놓으십시오(위 그림 참조).
7. ??? ? = (?? − ??) / L

단원 평가

1. 사인 바의 용도 설명.
2. 37° 각도에 필요한 사인 바 높이 계산.
3. 5.00인치 사인 바를 1.50인치 높였을 때 각도 계산.
4. 5.00인치 사인 바로 30° 설정 시 높이 결정.
5. 5.00인치 사인 바로 42° 설정 시 높이 결정.
6. 5.00인치 사인 바를 1.25인치 높였을 때 설정된 각도는?
7. 5.00인치 사인 바로 35° 설정 시 필요한 게이지 블록 스택은?