現在、直角三角形の3,4,5の計算アプリ、R計算、円弧計算など、スマホ・PC・CAD等において簡単に計算はできます。が、
基本的な内容を、直角三角形を利用し、自分なりに(あくまでも)自分に合った
計算方法で、簡単に計算できないか常に考えています。
(関数計算機もたまには使用)
(間違う事も有るので、常に逆計算も行います。楽しみの一つに)
材料の重さ
材料を機械に載せるとき、重さにより手で持ち上げるか、吊り上げるか。 | ||||||||||
○自分の力にて、持ってセットするか。 | ||||||||||
○一旦持ち上げジャッキテーブルに載せセットをするか。 | ||||||||||
○吊り上げてセットをするか。 | ||||||||||
・・・・・・・私は約24㌔を目安に分けています。 | ||||||||||
その為には、重量計算が必要になります。 | ||||||||||
簡単に重量計算アプリもや色々な計算方法もありますが、 | ||||||||||
いつもの電卓を使用しての計算方法で。 | ||||||||||
重量計算は材料の面積と長さ、材料の比重で出します。 |
丸材の面積
丸材の計算式は、πr²(面積)×長さ×比重=重さ
例、丸材の径はΦ100×500
3.14×50×50=7850 7850×500=3925000 3925000×7.86=30850500
数字が大きくなるので、最初の数字だけを使用するか、長さの単位を変えます。
長さを1/100にします。50=0.5 500=5 に変え
3.14×0.5×0.5=0.785 0.785×5=3.925 3.925×7.86=30.8505㎏
四角材の面積
四角材の面積は底辺×高さ
例、底辺50㎜、高さ40㎜、長さ500㎜、
数字が大きくなるので、長さの単位を1/100に変えます。
面積=0.5×0.4=0.2 0.2×5=1 1×7.86=7.86㎏
六角材の面積
六角形の面積は三角形の面積を求め、6倍にするか、計算式で行うかです。
三角形の面積は、底辺×高さ÷2
下図、図2の三角の1と、2と2を二つ足した面積は同じになるので、
四角の面積を半分にすると三角形の面積になります。
六角形の面積の計算式は、
一辺×一辺×3÷2=面積
直角三角形の各辺は、
例、対辺が60㎜の六角材は一辺が34.642になります。長さは500㎜とします。図1
1=17.320、 2=34.642、 √3=30、
面積は、34.642×34.642×3÷2=1800
数字が大きくなるので、長さを1/100㎜にします。
0.34642×0.34642×3÷2=0.180
0.180×5(長さ)=0.900
0.900×7.86(比重)=7.074㎏
重さの感じ方は、持つ姿勢や人によって違うので、腰を痛め無いように。
回転計算
切削加工をする時、気になるのは、切削速度Vと回転数n。
数年前から材質のキャパシティ狙いが、上の方にあったのに、現在は一番下を
目指しているよう。
S45Cと55Cとの炭素量が多めになり、差がかなり少ない。
SS材はかなり下を目指している気がします。
その為に、加工においても色々問題が出てきています。
まず、刃物(チップ)の持ちが悪い。
仕上げに少ない削りでは、面がきれいに仕上がらない。
寸法が出づらい様になってきました。
汎用旋盤においては、回転数は定まった回転数しか出来ません。
その中でチップを長持ちさせる為には、回転数n・切削速度Vの関係が大事になってきます。
チップが持つ切削速度がどの位か確認をしておく必要があります。
冷間・熱感・焼き入れ鋼材を切削する時は特に、回転数によってキリコが赤くなり溶けて、チップもヘタってしまいます。
その為には常に使用しているチップの切削速度範囲内に回転数があるか計算をします。
回転数を上げれば早く終わるかと思いきや、チップが持たない。
チップが持たないとチップ代が高く付き、費用が掛かります。
加工のスムーズさとチップの良い関係を持つために、外形寸法がどの位になったら、回転数を上げられるか回転数n・切削速度Vの計算を電卓を用いて常に計算をします。
気持ちはうずうずしていても、切削速度Vが適正値になっていないと、結局は
チップの破損、へたり等でバイトホルダーも傷める事になります。
(もう一つ気を付けることは、削りの荷が抜けるとき。キリコが薄くなり熱を持ちやすい事。熱によりチップがヘタルのでるので、送りを解除して手送りにします。)
□25のホルダー
手前は通常の16のチップ装着。
後ろ側は大物用に22のチップを装着します。
55×60×130の材料に、傾き25°・Φ21.05の穴をあける
まず、25°に傾けます。(傾斜バイス、もしくはバイスにて)
知りたい寸法は、太い赤い線の長さ
130ー33=97
(cosコサイン25°は底辺÷斜辺)(0.9063)
斜辺に(cos25°0.9063)を掛けると底辺になる
97×0.9063=87.911
赤い線の長さは、87.911
アプリの345(さしご)が簡単で分かりやすいかも
25°に傾け、基準点から87.911の位置が
求めている穴位置になります。
三角関数表にはsin90°・cos90°・tan90°は有りません。
訳は、調べて下さい。
円を等分する
汎用機において円の等分は、インデックス・サーキュラテーブルを使用しますが、1個の時、バイスを降ろしての作業は面倒。
半世紀前にはMCによる等分や真円加工が、ユーザーマクロなどのプログラムを作成して行っていました。
現在でも汎用機において、円の等分を行う事が有りますが、
直角三角形の計算を使用してXYの座標値を出します。
各アプリもありますが、単純に直径に係数値を掛けて出す方法が
有ります。
図と係数値を表にしました。
円を等分する時に、割り切れない角度が有ります。
どこで四捨五入をして繰り上げるかですが、
その時に1/100や1/1000の単位に違いが出てきます。
参考に載せますが、計算は片方だけではなく、反対側からの計算も
大事です。
(計算違いは自己責任においてお願いします。)
画像クリックで拡大
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正六角形
対辺に×1.155=直径になる。
直径に÷1.155=対辺になる。
正八角形
対辺に×1.0824=直径になる。
直径に÷1.0824=と対辺になる。
アプリ、関数電卓にて、10進法から60進法へ変換させる機能がありますが、
手元にある普通の電卓で変換させます。 機械加工には60進法の度・分・秒でなくては。
電卓にて10進法⇒60進法へ
26度はそのままで。小数点以下を変えます。
まず、分を出します。 掛ける数字は、0.6 です
0.56505×0.6=0.33903
0.33903の二桁、0.33を (60進法なので二桁で。)
26+0.33=26.33 これで26度33分まで来ました。
次に秒の所です。0.33903の0.33を使ったので、
0.33903から0.33を引いて、0.00903に0.6を掛けます。
0.00903×0.6=0.005418
0.0054までを使用
26.33+0.0054=26.3354
角度Cは26度33分54秒 ・ 26°33′54″ です。
電卓にて10進法⇒60進法へ
53度はそのままで。小数点以下を変えます。
まず、分を出します。 掛ける数字は、0.6 です
0.1301×0.6=0.07806
0.07806の二桁、0.07を (60進法なので二桁で。)
53+0.07=53.07 これで53度07分まで来ました。
次に秒の所です。0.07806の0.07を使ったので、
0.07806から0.07を引いて0.00806に0.6を掛けます。
0.00806×0.6=0.004836
0.0048までを使用
53.07+0.0048=53.0748
角度Cは53度07分48秒 ・ 53°07′48″です。
電卓にて10進法⇒60進法へ
20度はそのままで。小数点以下を変えます。
まず、分を出します。 掛ける数字は、0.6 です
0.3231×0.6=0.19386
0.19386の二桁、0.19を (60進法なので二桁で。)
20+0.19=20.19 これで20度19分まで来ました。
次に秒の所です。0.19386の0.19を使ったので、
0.19386から、0.19を引いて0.00386に0.6を掛けます。
0.00386×0.6=0.002316
0.0023までを使用
20.19+0.0023=20.1923
20度19分23秒 ・ 20°19′23″
あくまでも、我流ですので。
テーパー加工・先端はR20加工時には、角度Lと辺Iの寸法を抑えたい。
方程式ではなく、図形(直角三角形)による計算で出します。
黒丸の角からR20の中心に、赤線を入れる。
辺DとR20の接点から、R20の中心に向かって(直角)辺E、赤線を入れる。
辺A、辺B,から辺C、角度Iを出す(32・24= 40) J=36.8699°
辺Cと辺Eから辺D・角度Kを出す(20・40=34.6410 K=30°
角度90°あ(辺A辺Fの直角から)・J36.8699°・K30.00°=角度L23.1301°
辺Fと角度Lから辺Gを出す(44.0・L23.1301°=18.7949
辺Dの延長戦と辺Gとの交点Nの値で辺Aを引く=辺H(32-18.7949=13.2051
辺A32.0ー辺G18.7949=辺H13.2051
辺H×2=辺I=26.4102
24÷32=0.75・・tan0.75=角度Jは36.8698° = 36°52′11.63″
32²+24²=1600 ・ √1600=40
32×32+24×24=1600・・・・√1600=辺Cは40
辺E÷辺C=sin0.5=30°
20÷40=0.5・・sin0.5=角度Kは30°
40²-20²=1200・・√1200=34.6410
40×40-20×20=1200・・・√1200=辺Dは34.6410
34.6410÷40=0.8660・・cos0.8660=30°
辺Aと辺Fの角度は90°。 90°から角度JとKを引く。
90°-J36.8698°-K30°=23.1301°角度Lは23.1301°
(10進法)・・・(60進法)・・・・(10進法)・・・(60進法)
(23.1301°=23°7′48.36″)・・・(66.8676°=66°52′3.36″)
(辺F÷cos23.1301=辺N)・・・44÷0.9196=47.8461
(辺F×tan23.1301=辺G)・・・44×0.4271=18.7949
(辺A-辺G=辺H)・・・・・・32-18.7949=13.2051
(辺H×2=辺I)・・・・・・・13.2051×2=26.4102
casio(fx-912ES)使用
辺24÷辺32=0.75・・・【SHIFT】【tan-1 0.75】【)】=36.8698・・・【°…】
36°52′11.63″(J)
32X32+24X24=1600 ・・【√】1600=40 辺C=40
辺40²-辺20²=1200・・√1200=34.6410・・・辺D=34.6410
40X40-20X20=1200・・【√】1200=34.6410
34.6410÷40=0.8660・・・cos0.8660=30° (K)
【shift】【cos-10.8660【)】=30°
cos】23.1301【)】=0.9196
90°ー(J)ー(K)=(L 23.1301°)・・・・cos23.1301=0.9196 (cos23.1301=0.9196)
(辺F)44÷0.9196=47.8461 ・・・・・・・辺N=47.8461
【tan】23.1301【)】=0.4271
(辺F)44×0.4271=18.7949・・・・・・・・辺G=18.7949 tan23.1301=0.4271)
(辺A-辺G=辺H)・・・・・・32-18.7949=13.2051
(辺H×2=辺I)・・・・・・・13.2051×2=26.4102
求めたい辺Iは26.4102でした。
扇形の計算。
逆関数を計算する時は、(カシオFX-912ES使用)この電卓に頼ります。
直角三角形の2辺から1辺を求める。
直角三角形の2辺から一辺を求める(√のある電卓使用)
A辺=C2ーB2=√A・・(5.830×5.830)ー(3×3)=24.9889=√24.9889 =4.9988(5)
B辺=C2ーA2=√B・・(5.830×5.830)ー(5×5)=8.9889=√8.9889 =2.9981(3)
C辺=A2+B2=√C・・(5×5)+(3×3)=34 =√34 =5.8305)
(例)FX-912ESの場合、5【x2キー】+3【x2キー】=34=√34=5.83095
直角三角形の2辺から角度を求める
三角関数表から角度 | |||||
tanθ=3÷5=0.6・・・・・30.9637・・30°57′49″ | |||||
sinθ=3÷5.830=0.51457・・30.9693・・30°58′9″ | |||||
cosθ=5÷5.830=0.85763・・30.9481・・30°56′53″ | |||||
cosθ=3÷5.830=0.51457・・59.0306・・59°1′50″ |
|||||
sinθ=5÷5.830=0.85763・・59.0518・・59°3′6″ | |||||
tanθ=5÷3=1.66666・・・59.0362・・59°2′10″ |
小数点以下の数字が多くなければ、細かい数字が出てこないですが、
普通の加工には分まで分かればOK!です。
三角関数電卓 (逆関数) により
tanθ=B÷A=3÷5=0.6=arctan(tan−1)=30.9637・・30°57′49.52″
sinθ=B÷C=3÷5.830=0.51457=arcsin(sin−1)=30.9693・・30°58′9.73″
cosθ=A÷C=5÷5.830=0.85763=arccos(cos−1)=30.9481・・30°56′53.38″
(例)FX-912ESの場合、tanθ=[Shiftキー][tanキー]3÷5 [)キー]=30.9637・・・
[°”’キー]=30°57′49.52″
tanθ=A÷B=5÷3=1.6666=arctan(tan−1)=59.03624・・59°2′10.48″
sinθ=A÷C=5÷5.830=0.85763=arcsin(sin−1)=59.05183・・・59°3′6.62″
cosθ=B÷C=3÷5.830=0.51457=arccos(cos−1)=59.03063・・・59°1′50.27″
(例)FX-912ESの場合、 tanθ=[Shiftキー][tanキー]5÷5.830 [)キー]=
59.03624・・・[°”’キー]=59°2′10.48″
弦長と矢高から円の半径を求める。
ピタゴラス(三平方の定理)を使用して 計算をする方法。
簡単な計算方法として。
弦長50㎜・矢高9㎜とした場合
弦長の半分25㎜
25²+9²=706÷(9×2)=39.222 (9×2)=(矢高×2)
25×25+9×9÷18=39.222
625+81÷18=39.222
半径(R)は39.222
直角三角形の斜辺2を(高さ×2)の数値で割れば半径が出てきます。