Толстотный циркуль

Толстотный циркуль — это измерительный инструмент, предназначенный для определения линейных размеров объектов путём непосредственного сравнения с мерой длины (обычно линейкой) или для переноса размеров на другую плоскость. Относится к классу разметочно-измерительных инструментов, применяется в металлообработке, деревообработке, столярном и слесарном деле, а также в скульптуре и архитектуре. Ключевая особенность толстотного циркуля — дугообразная форма ножек, позволяющая измерять наружные размеры деталей, недоступные для обычного штангенциркуля или кронциркуля.

Устройство и конструкция

Толстотный циркуль состоит из двух шарнирно соединённых дугообразных ножек, заканчивающихся измерительными губками. Основные элементы конструкции:

• Ножки — две криволинейные стальные или латунные детали, изогнутые по дуге окружности. Изгиб обеспечивает доступ к измеряемым поверхностям, расположенным в труднодоступных местах (например, в пазах, выемках или за выступами).
• Шарнир — ось вращения, соединяющая ножки. Обычно выполняется в виде винта с гайкой, что позволяет регулировать усилие затяжки и фиксировать положение ножек.
• Измерительные губки — плоские или конические окончания ножек, которыми инструмент касается измеряемой детали. Губки могут быть закалены для повышения износостойкости.
• Стопорный винт (опционально) — винт с барашком или накаткой, фиксирующий раствор ножек после установки размера.

Отличие от кронциркуля: у кронциркуля ножки прямые и изогнуты только на концах, тогда как у толстотного циркуля изогнута вся ножка, что даёт больший вылет и возможность измерять детали с глубокими пазами.

Классификация

Толстотные циркули классифицируются по нескольким признакам:

По материалу изготовления

• Металлические — из инструментальной стали (У8, У10) или легированной стали. Наиболее распространены, обладают высокой жёсткостью и точностью.
• Латунные — используются в условиях, где требуется искробезопасность (например, вблизи взрывоопасных сред) или для работы с мягкими материалами (дерево, пластик), чтобы не повредить поверхность.
• Комбинированные — ножки стальные, а шарнир латунный или бронзовый для уменьшения трения.

По типу шкалы

• Без шкалы — инструмент, который только переносит размер на линейку или другую деталь. Раствор ножек фиксируется стопорным винтом, после чего измерение снимается отдельной линейкой.
• Со шкалой — на одной из ножек нанесена миллиметровая или дюймовая шкала, а на другой — нониус (вспомогательная шкала) для отсчёта долей деления. Такие модели называются толстотными штангенциркулями и позволяют считывать размер непосредственно с инструмента.

По назначению

• Столярные — с деревянными или пластиковыми рукоятками, ножки часто из латуни или мягкой стали. Предназначены для разметки на дереве.
• Слесарные — полностью стальные, закалённые, с точным шарниром. Используются для измерения металлических деталей.
• Скульптурные — увеличенного размера (до 500–1000 мм), с усиленными ножками для работы с гипсом, глиной или камнем.

Применение

Основная область применения толстотного циркуля — измерение наружных диаметров, толщин и расстояний между поверхностями, когда обычный штангенциркуль не может подойти из-за своей формы. Типичные задачи:

• Измерение диаметров валов и цилиндрических деталей с выступами или буртиками. Дугообразные ножки обходят препятствие и касаются измеряемой поверхности в нужной точке.
• Контроль толщины стенок в пазах, канавках и проточках. Например, измерение толщины стенки втулки или корпуса детали.
• Разметка деталей при изготовлении шаблонов и приспособлений. Циркуль позволяет перенести размер с чертежа или образца на заготовку.
• Проверка соосности и параллельности поверхностей в труднодоступных местах.

В столярном деле толстотный циркуль часто используют для измерения толщины заготовок, глубины пазов и расстояний между шипами. В скульптуре — для снятия размеров с модели при копировании.

История

Прообразы толстотного циркуля известны с античности. В Древней Греции и Риме применялись бронзовые циркули с изогнутыми ножками для измерения объёмов и копирования скульптур. Однако в качестве самостоятельного инструмента толстотный циркуль оформился в эпоху Возрождения, когда развитие механики и точного машиностроения потребовало измерения деталей сложной формы.

В XVIII–XIX веках, с началом промышленной революции, толстотные циркули стали массово производиться из стали. В России их изготовление было налажено на Тульском оружейном заводе и Ижевском заводе. В XX веке инструмент стандартизирован: в СССР действовал ГОСТ 166-89 на штангенциркули, включая толстотные разновидности.

Точность и погрешность

Точность измерения толстотным циркулем зависит от класса инструмента и квалификации оператора. Основные факторы, влияющие на погрешность:

• Жёсткость ножек — при большом растворе (более 200 мм) ножки могут упруго деформироваться, что вносит ошибку.
• Зазор в шарнире — износ оси или люфт увеличивают погрешность.
• Параллакс при считывании размера, если инструмент без шкалы.
• Температурное расширение материала детали и инструмента.

Для слесарных толстотных циркулей без шкалы погрешность составляет ±0,1–0,3 мм при длине измерения до 300 мм. Инструменты со шкалой и нониусом обеспечивают точность ±0,05–0,1 мм.

Интересные факты

• В скульптурных мастерских толстотный циркуль называют «скульптурным циркулем» или «копировальным циркулем». Им пользуются для точного переноса пропорций с гипсовой модели на каменную заготовку.
• В часовом деле применяются миниатюрные толстотные циркули с длиной ножек 30–50 мм для измерения деталей механизмов.
• В некоторых конструкциях толстотных циркулей шарнир выполняется в виде пружинного зажима, что позволяет быстро менять раствор без дополнительного винта.

Источники

1. ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия».
2. Справочник технолога-машиностроителя. Том 1 / Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985.
3. Слесарное дело: учебное пособие / В. А. Скакун. — М.: Высшая школа, 2008.
4. Измерительные инструменты в машиностроении / И. В. Дунаев, В. А. Тимирязев. — М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012.