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        淺析螺紋的幾種測(cè)量方法

        2016-12-09 06:58:53何燕俠劉振寧
        汽車(chē)實(shí)用技術(shù) 2016年4期

        何燕俠,劉振寧

        (陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司,陜西 西安 710077)

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        淺析螺紋的幾種測(cè)量方法

        何燕俠,劉振寧

        (陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司,陜西 西安 710077)

        摘 要:介紹螺紋參數(shù)的幾種測(cè)量方法:綜合測(cè)量方法,三針測(cè)量方法,影像法和螺紋測(cè)量?jī)x測(cè)量方法,并對(duì)這幾種測(cè)量方法進(jìn)行了比較,綜合測(cè)量方法檢測(cè)效率高,三針測(cè)量適合測(cè)量外螺紋中徑,影像法可以測(cè)量多個(gè)參數(shù),螺紋測(cè)量?jī)x是目前最好的螺紋測(cè)量方法。

        關(guān)鍵詞:螺紋中徑;綜合測(cè)量;單一測(cè)量;影像測(cè)量;螺紋測(cè)量?jī)x

        10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.043

        引言

        螺紋是機(jī)械工業(yè)中常用的一類(lèi)機(jī)械零件,它是機(jī)械零件連接與緊固、機(jī)械傳動(dòng)不可缺少的部分。圓柱螺紋量規(guī)是我公司普遍使用的一種量具,是對(duì)內(nèi)、外圓柱螺紋制件進(jìn)行綜合檢定的量具,為保證各種圓柱螺紋量規(guī)達(dá)到其功能,必須對(duì)螺紋量規(guī)各幾何參量進(jìn)行檢測(cè)。

        螺紋的基本參數(shù)有五項(xiàng):大徑、中徑、小徑、螺距、牙型半角,其中影響螺紋互換性的參數(shù)主要是中徑、螺距、牙型半角。

        螺紋的檢測(cè)方法分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合檢驗(yàn)兩類(lèi)。單項(xiàng)測(cè)量是用測(cè)長(zhǎng)機(jī)、萬(wàn)工顯、螺紋測(cè)量?jī)x等儀器測(cè)量螺紋各個(gè)參數(shù)的實(shí)際值,根據(jù)公差要求進(jìn)行判斷,其特點(diǎn)是可以對(duì)各項(xiàng)誤差進(jìn)行分析以指導(dǎo)生產(chǎn)加工。綜合檢驗(yàn)是采用極限量規(guī)進(jìn)行校驗(yàn),即只能判斷螺紋是否合格,不能給出各參數(shù)的具體數(shù)值,但檢驗(yàn)效率較高,適用于批量生產(chǎn)的中等精度的螺紋。使用于普通螺紋公差范圍大(精度低),批量大,這種方法較經(jīng)濟(jì)。

        1、螺紋的綜合測(cè)量

        1.1 影響螺紋可旋合性的主要因素是中徑偏差、螺距誤差和牙側(cè)角偏差,它們的綜合結(jié)果可以用作用中徑表示。作用中徑的實(shí)質(zhì)是在螺紋配合中起實(shí)際作用的中徑,它與光滑圓柱形工件配合中的體外作用尺寸相似。當(dāng)有螺距誤差、牙側(cè)角偏差的外螺紋與具有基本牙型的內(nèi)螺紋旋合時(shí),會(huì)使旋合變緊,其效果好像外螺紋的中徑增大了。這個(gè)假想中徑稱(chēng)為外螺紋的作用中徑,其值等于外螺紋的單一中徑與螺距、牙側(cè)角偏差在中徑上的當(dāng)量之和,

        同理,當(dāng)有螺距誤差、牙側(cè)角偏差的內(nèi)螺紋與具有基本牙型的外螺紋旋合時(shí),會(huì)使旋合變緊,其效果好像內(nèi)螺紋的中徑減小了。這個(gè)減小了的假想中徑稱(chēng)為內(nèi)螺紋的作用中經(jīng),其值等于內(nèi)螺紋的單一中徑與螺距、牙側(cè)角偏差在中徑上的當(dāng)量之差,由以上分析可知,作用中徑是判斷螺紋可旋合的中徑,即要保證內(nèi)、外螺紋的可旋合性,對(duì)工作螺紋環(huán)規(guī),目前大多采用校對(duì)螺紋塞規(guī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)校對(duì)規(guī))進(jìn)行綜合測(cè)量,這與國(guó)標(biāo)中對(duì)工作螺紋環(huán)規(guī)的公差要求不一致;同時(shí),工作螺紋環(huán)規(guī)本身精度較高,而校對(duì)規(guī)由于生產(chǎn)和校準(zhǔn)技術(shù)的限制,其精度很難達(dá)到量值傳遞的要求。

        例如:M10-6h T的熱前通端螺紋環(huán)規(guī),其中徑要求為¢mm,用于對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)的校對(duì)規(guī)的公差為通端¢48.9225-0.009mm,止端¢,由此可以看出,用校對(duì)規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn),中徑為¢(48.9135~48.945)mm的工作螺紋環(huán)規(guī)都有可能被判斷合格,這顯然與規(guī)定的公差¢(48.927~48.945)mm不吻合。另外,由于校對(duì)規(guī)本身存在著公差,在對(duì)中徑為¢(48.9225-0.009)mm及¢()mm的工作螺紋量規(guī)進(jìn)行判斷時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偏差。綜合檢驗(yàn)是采用極限量規(guī)進(jìn)行校驗(yàn),即只能判斷螺紋是否合格,不能給出各參數(shù)的具體數(shù)值,但檢驗(yàn)效率較高,適用于批量生產(chǎn)的中等精度的螺紋。使用于普通螺紋公差范圍大(精度低),批量大,這種方法較經(jīng)濟(jì)。綜合測(cè)量能夠檢驗(yàn)螺紋合格與否,但不能給出各項(xiàng)參數(shù)的具體數(shù)值,所以螺紋測(cè)量最終要落到單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量上。

        2、螺紋量規(guī)的單項(xiàng)測(cè)量

        2.1 外螺紋單一中徑的測(cè)量

        國(guó)標(biāo)上對(duì)螺紋量規(guī)各項(xiàng)基本參數(shù)分別作了公差要求。為了保證其制造精度和使用上的要求,應(yīng)采用單項(xiàng)測(cè)量來(lái)測(cè)量工作螺紋塞規(guī)的中徑。目前我公司通過(guò)三針?lè)ㄔ跍y(cè)長(zhǎng)機(jī)上實(shí)現(xiàn),測(cè)長(zhǎng)機(jī)上帶有專(zhuān)門(mén)測(cè)量螺紋的軟件,輸入測(cè)量螺紋的標(biāo)準(zhǔn)特征代號(hào),通過(guò)螺距及牙型半角計(jì)算出三針直徑大小,在測(cè)頭上裝夾上三針測(cè)針,移動(dòng)測(cè)頭使測(cè)針與螺紋的中徑接觸,調(diào)節(jié)儀器,通過(guò)軟件自動(dòng)計(jì)算出中徑大小,來(lái)測(cè)量螺紋單一中徑的大小。

        2.2 內(nèi)螺紋單一中徑的測(cè)量

        用T型紅寶石測(cè)頭在測(cè)長(zhǎng)機(jī)上測(cè)量?jī)?nèi)螺紋中徑。在測(cè)長(zhǎng)機(jī)上裝夾上測(cè)量螺紋環(huán)規(guī)的裝置,打開(kāi)測(cè)量軟件,根據(jù)軟件提示,調(diào)節(jié)工作臺(tái)在水平前后移動(dòng)及繞水平軸旋轉(zhuǎn)兩個(gè)方向的調(diào)整,保證能夠?qū)崿F(xiàn)在量規(guī)的直徑位置以及軸截面位置的測(cè)量,自動(dòng)計(jì)算出中徑大小。

        3、影像法

        3.1 外螺紋的各種五項(xiàng)基本參數(shù)(牙型角、螺距、中徑等)全部都可在萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)出。

        將把要測(cè)量的螺紋用頂尖頂上,先調(diào)節(jié)顯微鏡的焦距,顯微鏡立柱傾斜一個(gè)螺紋升角 ,使被測(cè)量齒形進(jìn)入視野,通過(guò)調(diào)整使螺牙輪廓在軸平面上清晰,即可對(duì)各參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。這些參數(shù)包括中徑、螺距、螺型角等。

        1)中徑測(cè)量:將目鏡視場(chǎng)中米字線(xiàn)中心虛線(xiàn)與螺紋牙形輪廓的影像壓線(xiàn),使Y軸讀數(shù)清零,再將顯微鏡的立柱沿縱行程移動(dòng),使目鏡米字線(xiàn)中心虛線(xiàn)與螺紋直徑對(duì)面的另一個(gè)牙形輪廓的影像相壓,工作臺(tái)橫向不能移動(dòng),讀出縱向讀數(shù),縱向不動(dòng),移動(dòng)橫向,是米字線(xiàn)中心虛線(xiàn)和牙型輪廓的影像相壓,縱向讀數(shù)清零,兩次讀數(shù)平均值即為螺紋中徑值。

        2)螺距測(cè)量:使米字線(xiàn)中心虛線(xiàn)與螺紋牙形輪廓影像相壓,橫坐標(biāo)讀數(shù)清零,工作臺(tái)縱向不能移動(dòng),然后移動(dòng)工作臺(tái),出相鄰螺牙的橫坐標(biāo)值,讀數(shù)就是螺距值。

        3)牙型角測(cè)量:螺紋牙形輪廓兩邊求直線(xiàn)夾角角度即為牙型角讀數(shù)。

        單次測(cè)量可測(cè)出多個(gè)參數(shù),但是只能測(cè)量外螺紋,且對(duì)螺紋表面質(zhì)量要求高。

        4、螺紋測(cè)量?jī)x

        螺紋測(cè)量?jī)x主要是通過(guò)高精度氣浮軸承系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)測(cè)針與被測(cè)螺紋接觸掃描,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)變化記錄,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)定義分析,計(jì)算獲得螺紋的各種參數(shù)。單次測(cè)量可測(cè)出多個(gè)參數(shù),測(cè)量精度高、速度快、范圍廣、可測(cè)量小螺紋和內(nèi)螺紋,是目前最好的螺紋測(cè)量方法。

        5、小結(jié)

        綜合測(cè)量方法主要使用于大批量的生產(chǎn)以及單項(xiàng)測(cè)量無(wú)法實(shí)現(xiàn)的螺紋的測(cè)量。而單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量方法,主要適合于對(duì)單件或小批量的量規(guī);螺紋生產(chǎn)廠(chǎng)家的質(zhì)量控制和工藝分析;特殊尺寸的螺紋量規(guī)的測(cè)量。實(shí)際工作中由于場(chǎng)合的不同,可能選擇的測(cè)量手段也不同,例如一件量規(guī),在螺紋生產(chǎn)廠(chǎng)家屬于同一規(guī)格大批量中的一件,適合采用綜合測(cè)量,但是對(duì)使用單位,即成為眾多不同規(guī)格的量規(guī)中的一件,適合采用單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量。有必要進(jìn)一步開(kāi)展螺紋的單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量與綜合測(cè)量的研究。

        目前螺紋的測(cè)量受到種種局限,特別是采用綜合測(cè)量的方法,存在難以覆蓋所有螺紋種類(lèi)以及結(jié)果判斷不一致的問(wèn)題,并建立量值傳遞體系。對(duì)低精度,規(guī)格單一,大批量生產(chǎn),綜合測(cè)量具有一定的優(yōu)勢(shì),但對(duì)于精度高,種類(lèi)多,單件或小批量生產(chǎn),直接對(duì)高精度的工件螺紋或工作螺紋量規(guī)進(jìn)行單項(xiàng)參數(shù)檢定,顯然更合理。有必要進(jìn)一步開(kāi)展螺紋的單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量與綜合測(cè)量的研究,為了和國(guó)標(biāo)要求一致,保證螺紋的質(zhì)量,同時(shí)解決軍工產(chǎn)品的特殊需要,有必要進(jìn)一步開(kāi)展螺紋的單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量與螺紋測(cè)量技術(shù)研究。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.JJG 888--1995圓柱螺紋量規(guī),中國(guó)計(jì)量出版社,1995.

        [2] 鄭江,春風(fēng).螺紋測(cè)量[M].中國(guó)計(jì)量出版,1998.

        [3] 高宇海.對(duì)多個(gè)螺紋環(huán)規(guī)中徑測(cè)量方法的探討[J].計(jì)量技術(shù),2008(10).

        中圖分類(lèi)號(hào):U462.1

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        文章編號(hào):1671-7988(2016)04-127-02

        作者簡(jiǎn)介:何燕俠,就職于陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司。

        The Comparison Among Several Measuring Methods of Thread

        He Yanxia, Liu Zhenning
        ( Shannxi Fast Gear Co. Ltd, Shaanxi Xi'an 710077 )

        Abstract:This paper introduces several thread measuring methods,such as gage measurement,three-needle measurement,Image method and apparatus measurement.The comparison among these methods shows that gage measurement can be more effective in measuring thread,the three-needle measurement is suitable for measuring pitch diameter of male thread ,Image method can measure several parameters in one time and Screw thread gauge is the best measurement method.

        Keywords:Pitch diameter of thread; integration measurement; comparing measurement; apparatus measurement CLC NO.: U462.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-127-02

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