螺紋測量方法綜述

王艷 周建偉

摘 要：螺紋在很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，用極限螺紋量規(guī)對(duì)螺紋進(jìn)行綜合檢驗(yàn)只能驗(yàn)證其是否合格，但并不能測量出其各項(xiàng)參數(shù)的具體值，本文詳細(xì)的介紹了螺紋測量中經(jīng)常會(huì)使用到的方法并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，比較全面的闡述了螺紋的測量手段。

關(guān)鍵詞：螺紋;測量;螺紋檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.055

螺紋是人類最早發(fā)明的6種簡單機(jī)械之一，由于其具有易裝配、易拆卸的優(yōu)越性，被廣泛應(yīng)用到航天、機(jī)械制造等多個(gè)領(lǐng)域。螺紋作為機(jī)械聯(lián)接中最常用的緊固零件，許多精密零件和運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)都需要通過它來聯(lián)接，這就要求螺紋之間的尺寸配合有足夠的精確度，普通工作螺紋的檢測主要是采用綜合檢驗(yàn)的方法，即是用極限螺紋量規(guī)進(jìn)行校驗(yàn)，但此種方法只能反映螺紋的使用性能，驗(yàn)證其合格性，適合車間生產(chǎn)條件下成批的生產(chǎn)測量，并不能測量出其各項(xiàng)參數(shù)的具體值。本文結(jié)合螺紋的測量方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)螺紋的測量進(jìn)行簡單的論述。

1 螺紋的常用術(shù)語和定義

（1）作用中徑：在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實(shí)際螺紋的一個(gè)假想螺紋的中徑，其實(shí)質(zhì)是在螺紋配合中起實(shí)際作用的中徑。

（2）螺距：相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。

（3）牙型角：在螺紋牙型上，相鄰兩牙側(cè)間的夾角。

2 螺紋的測量方法

隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)螺紋的檢測要求也日益提高，從早期只注重功能檢測，到對(duì)準(zhǔn)確度、可靠性都提出進(jìn)一步要求，美國率先制定了螺紋檢測標(biāo)準(zhǔn)ASMEB1.3-2007，美國航空標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)修訂了關(guān)于螺紋合格性檢測的兩項(xiàng)軍用標(biāo)準(zhǔn)，我國也在軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB3.2～3.5中對(duì)航天工業(yè)用螺紋進(jìn)行了規(guī)定，所以螺紋的精度受到越來越多的關(guān)注，而研究并發(fā)展螺紋的檢測方法是確保其精度的重要課題。目前，螺紋檢測中常用的幾種方法有以下幾種：

2.1 影像測量法

影像測量法主要適用于外螺紋的中徑，螺距，牙型角的測量，將要被測的螺紋規(guī)固定在萬能工具顯微鏡的頂針上，調(diào)節(jié)鏡頭焦距，使顯微鏡視野中出現(xiàn)清晰的螺紋齒形，然后對(duì)各參數(shù)進(jìn)行測量。

（1）中徑測量：將目鏡視場中的米字線調(diào)清晰并將其中心與螺紋牙型輪廓相切，采集此時(shí)的讀數(shù)值，固定橫向工作臺(tái)，移動(dòng)縱向立柱，使米字線與螺紋對(duì)面的另一個(gè)牙型輪廓邊緣相切，采取讀數(shù)值，計(jì)算兩點(diǎn)間的中心距，即為螺紋的中徑值，為了提高測量的準(zhǔn)確性，可多測幾個(gè)牙型，取其平均值。

（2）螺距測量：使米字線中心與螺紋牙型邊緣相切，固定縱向工作臺(tái)，移動(dòng)橫向工作臺(tái)，使米字線中心與相鄰牙型邊緣相切，計(jì)算兩次讀數(shù)的中心距即為螺距值。

（3）牙型角測量：使用萬能工具顯微鏡中角度計(jì)算功能，螺紋牙型兩邊直線夾角角度即為牙型角。

影像測量法測量過程易受到CCD像素的制約，容易造成成像邊緣畸變，偏差等測量誤差，且對(duì)螺紋表面的光潔度，磨損度要求都比較高，只能檢測外螺紋，并且這種光學(xué)測量方法很難實(shí)現(xiàn)精確測量。

2.2 測長儀

傳統(tǒng)的測長儀測量螺紋量規(guī)是采用三針法，根據(jù)螺紋的型號(hào)，通過螺距及牙型半角計(jì)算出三針直徑的大小，在測頭上裝上相應(yīng)大小的三針測針，調(diào)節(jié)儀器，使測針與螺紋的中徑接觸，通過計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算出中徑。

高精度光柵測長機(jī)根據(jù)螺紋量規(guī)不同的類型可以選擇不同的測帽對(duì)其中徑進(jìn)行直接測量，同時(shí)計(jì)算機(jī)軟件程序還可以實(shí)時(shí)修正牙型角偏差，測力偏差，環(huán)境溫度等造成的誤差，提高其測量精度，相比影像法測量，手段及精度都有了較大的提升。

2.3 螺紋測量機(jī)

影像法、三針法等傳統(tǒng)的測量方法對(duì)于螺紋中徑等單一參數(shù)的檢測過程復(fù)雜、效率低，螺紋測量機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型的螺紋量規(guī)的多參數(shù)直接測量，與上述傳統(tǒng)的方法相比具有極大的優(yōu)點(diǎn)和可行性，其顛覆了傳統(tǒng)的螺紋檢測方法，突破性地解決了螺紋參數(shù)的檢測方法，能夠比較真實(shí)的反映螺紋的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，該儀器主要是通過高精度氣浮裝置驅(qū)動(dòng)測針，掃描被測螺紋量規(guī)，使用光柵測量系統(tǒng)記錄X軸和Z軸的坐標(biāo)變化，由計(jì)算機(jī)程序軟件，根據(jù)選定的螺紋參照標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出螺紋的大徑、小徑、中徑等各種參數(shù)，其測量精度高，速度快，可以快捷的測量內(nèi)螺紋和小螺紋，其測量方法易操作，且準(zhǔn)確度高，效率高，是目前螺紋綜合參數(shù)測量的發(fā)展趨勢。

2.4 三坐標(biāo)

三坐標(biāo)測量機(jī)作為一種新興的測量方法，其測量的準(zhǔn)確性也得到了廣泛的認(rèn)可，目前也得以不斷地推廣和應(yīng)用，相關(guān)研究也論證了使用三坐標(biāo)來測量螺紋量規(guī)的可行性，尤其是大尺寸螺紋量規(guī)，傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)無法滿足其測量要求，而三坐標(biāo)測量可以解決大尺寸螺紋量規(guī)無法檢測的困難。

綜上所述，螺紋的測量方法多樣，在測量過程中應(yīng)根據(jù)螺紋的類型、精度要求采取適合的測量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)螺紋各參數(shù)的精準(zhǔn)測量。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者也致力于螺紋新檢測領(lǐng)域的研究，不斷提高螺紋的檢測水平，以更好的為螺紋制造質(zhì)量打好基礎(chǔ)，提供動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

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