淺談普通螺紋的檢測(cè)

譚斌

摘 要：螺紋檢測(cè)問(wèn)題是一直困擾世界機(jī)械工業(yè)的一大難題。特別是在中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)管理體系還不完善和小企業(yè)數(shù)量多的情況下，螺紋檢測(cè)問(wèn)題就顯得更加突出，它是阻礙我國(guó)機(jī)械行業(yè)質(zhì)量提高的一大瓶頸。

關(guān)鍵詞：螺紋；螺紋檢測(cè)；檢測(cè)方法

傳統(tǒng)的螺紋檢測(cè)方法分為兩類：一類是綜合檢測(cè)法；另一類是單項(xiàng)檢測(cè)法。

綜合檢驗(yàn)法是按照泰勒包容原則，采用通端螺紋量規(guī)檢驗(yàn)螺紋制件的可旋合性，用止端螺紋量規(guī)檢驗(yàn)中徑單項(xiàng)的制造偏差，這樣的檢測(cè)方法統(tǒng)稱綜合檢驗(yàn)，其主要反映螺紋使用性能的檢驗(yàn)，又稱功能檢驗(yàn)。

通端螺紋塞規(guī)用來(lái)控制內(nèi)螺紋作用中徑（包括中徑自身的偏差，螺距誤差及牙型半角誤差的中徑影響量）及大徑最小尺寸；止端螺紋塞規(guī)控制內(nèi)螺紋的最大中徑。

通端螺紋環(huán)規(guī)用來(lái)控制外螺紋作用中徑及小徑最大尺寸；止端螺紋環(huán)規(guī)控制外螺紋的最小中徑。

綜合檢測(cè)法的目的是檢驗(yàn)合格性，適合車間生產(chǎn)條件下成批的生產(chǎn)測(cè)量，檢測(cè)效率高，在螺紋檢測(cè)中有主導(dǎo)地位。但人為因素影響較大，量規(guī)的質(zhì)量不易控制，經(jīng)常出現(xiàn)爭(zhēng)議的工作規(guī)判定，只能判斷是否合格，而不能給出具體的螺紋幾何參數(shù)值，且規(guī)格種類繁多，檢測(cè)精度不高，只適合于一般精度螺紋制件的檢驗(yàn)。

單項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)法是指用計(jì)量工具或儀器對(duì)螺紋的每個(gè)參數(shù)進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量。通過(guò)對(duì)各參數(shù)誤差的分析，以進(jìn)一步控制螺紋的參數(shù)指標(biāo)，故又稱為分析檢測(cè)。其主要特點(diǎn)是對(duì)每一參數(shù)都可以定量得出結(jié)果，從而為分析各項(xiàng)工藝因素造成的螺紋質(zhì)量問(wèn)題提供基礎(chǔ)，并對(duì)各參數(shù)本身的制造偏差在綜合誤差中所占的比重提供較確切的數(shù)據(jù)。常用的單項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)方法有量針?lè)?、雙球法、影像法等，目前存在如下問(wèn)題：

（1）使用萬(wàn)能工具顯微鏡測(cè)量塞規(guī)的螺紋、牙側(cè)角比較麻煩，熟練的操作員都需要一二十分鐘，而且精度不高，所以很多計(jì)量部門只測(cè)單一中徑。

（2）而環(huán)規(guī)的螺距、牙側(cè)角一般無(wú)法測(cè)量。

（3）測(cè)外螺紋單一中徑使用的量針，要進(jìn)行嚴(yán)格的入庫(kù)和周期檢定，并給出修正量。而量球則沒有這些檢定，當(dāng)然無(wú)修正量，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大的球度誤差更未有效控制。

（4）量球數(shù)量少，經(jīng)常不能找到最佳球徑。

（5）測(cè)量單一中徑?jīng)]有對(duì)螺距、牙側(cè)角誤差進(jìn)行補(bǔ)償，測(cè)量結(jié)果中包含有顯著的系統(tǒng)誤差。

綜合檢測(cè)法和傳統(tǒng)的單項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)法在驗(yàn)收螺紋環(huán)規(guī)時(shí)經(jīng)常存在爭(zhēng)議：

（1）出廠合格檢驗(yàn)和用戶驗(yàn)收使用的校對(duì)塞規(guī)不同，兩付校對(duì)塞規(guī)都是合格的，但檢測(cè)結(jié)果不一致。

（2）出廠合格檢驗(yàn)使用校對(duì)塞規(guī)，用戶采用檢測(cè)單一中徑的方式進(jìn)行驗(yàn)收，由于檢測(cè)方法不一致而產(chǎn)生爭(zhēng)議。

針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)方法對(duì)于螺紋中徑等單一參數(shù)的檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、人為影響大、數(shù)據(jù)不客觀等缺點(diǎn)和不足，以及國(guó)外螺紋綜合測(cè)量?jī)x價(jià)格昂貴等因素，在2012年左右國(guó)內(nèi)螺紋機(jī)廠家推出高性能重大產(chǎn)品——螺紋綜合測(cè)量機(jī)。

該產(chǎn)品采用進(jìn)口高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)、高精密氣浮軸承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)口伺服電機(jī)控制系統(tǒng)、高性能計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及超大容量存儲(chǔ)器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)螺紋綜合參數(shù)的全自動(dòng)、高精度測(cè)量。通過(guò)高精密氣浮軸承系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)測(cè)針與被測(cè)螺紋接觸掃描（如圖4示意圖所示），采用進(jìn)口高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)記錄接觸掃描過(guò)程中水平和垂直方向的坐標(biāo)，由計(jì)算機(jī)將二維記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行合成，按螺紋參數(shù)的相關(guān)定義進(jìn)行分析，計(jì)算獲得螺紋的各種參數(shù)。具有精度高、使用方便、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一次裝夾，能夠全自動(dòng)檢測(cè)圓柱螺紋塞規(guī)、圓柱螺紋環(huán)規(guī)、錐螺紋塞規(guī)、錐螺紋環(huán)規(guī)、光面環(huán)規(guī)、光面塞規(guī)等各種內(nèi)外尺寸量規(guī)的作用中徑、單一中徑、大徑、小徑、螺距、牙型角、牙型半角、牙側(cè)直線度、錐度等參數(shù)的測(cè)量。

圖4 接觸式測(cè)量外螺紋圖示

螺紋綜合測(cè)量機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）人為影響小，快速夾具，無(wú)須找拐點(diǎn)，檢測(cè)過(guò)程全自動(dòng)，無(wú)須人工調(diào)節(jié)，不同操作者測(cè)量結(jié)果一致性好；

（2）測(cè)力自動(dòng)補(bǔ)償，根據(jù)實(shí)際牙型計(jì)算實(shí)際中徑、單一中徑，牙側(cè)角、螺距誤差自動(dòng)補(bǔ)償，測(cè)量精度高。

螺紋綜合測(cè)量機(jī)具有操作方法簡(jiǎn)單、精度高、效率高、綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前螺紋綜合參數(shù)測(cè)量的最好方案，非常適合各等級(jí)螺紋量規(guī)的測(cè)量。