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螺纹量规中径的测量方法

发布时间:2011-05-27

1、 概述
螺纹量规检定中,中径测量通常采用“三针法”或在工具显微镜上测量。这在螺纹“单一中径”概念未明确之前可以认为是符合定义的。可是,在国家标准给出了中径和单一中径定义之后,螺纹量规的中径测量应符合国家标准《螺纹术语》(GB/T14791-1993)中径的定义,即螺纹中径是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。此假想圆柱称为中径圆柱。众所周知,螺纹量规是根据螺纹制件中径合格性判断原则(泰勒原则)进行设计的,量规的通端(T)体现螺纹制件的最大实体中径,量规的止端(Z)体现螺纹制件的最小实体中径。根据国家标准《普通螺纹量规》(GB/ T3934—1983)要求,螺纹量规检定时,无论对量规的通端(T),还是量规的止端(Z),都必须检定它们的中径(不是单一中径)。鉴于目前工厂计量检定中螺纹量规中径的测量(无论是三针测量还是在工具显微镜上测量)都不符合国标中径定义的现状,笔者提出符合国家标准定义的螺纹量规中径测量方法。

分析中径、单一中径国标定义可知,中径是以实际螺距来定义的(见图1)。因此,螺纹中径、单一中径既有区别,又有联系。当螺纹的实际螺距和基本螺距相等时,螺纹的中径和单一中径是一致的;当实际螺距不等于基本螺距时,中径和单一中径是有差别的。
中径和单一中径的差别来源于螺距偏差的影响。当螺距偏差较大时,单一中径与中径的差异不容忽视。
可是,在工厂螺纹量规的入、出库检定、周期检定中,一般是不测量螺距的,所以中径测量时不考虑螺距偏差的影响。当实际螺距不等于基本螺距时,测量结果不是螺纹量规的中径,而是单一中径的近似值。这是与必须测量螺纹量规中径的要求相悖的。

2 、中径测量方法
2.1 三针法测量
为了能使“三针法”直接测出螺纹量规符合国标定义的中径,必须依据实际螺距Ps来求解“恰当三针”直径d0,即d0=Ps/2cos(α/2)
可是,一般教科书都是根据基本螺距求解“恰当三针”的,按要求它只是“恰当三针”的一个近似值;其次,螺距是任意出现的,按实际螺距求“恰当三针”,其数量将是庞大的,实际上很难实现;如果进行规范(标准化)来减少“恰当三针”的数量,又会出现前一种问题。
如上所述,按国内生产的三针选用,仍然不是“恰当直径”。为此,笔者给出如下不用“恰当三针”测量求解中径的方法。
2.2 影像法测量
在万工显上采用坐标法测量,不但可以测出符合定义的中径,还可同时测出螺距、牙型半角,而且简便、准确,测量结果与三针法测量值的可比性较好。如果在微机型万工显上测量,还可以直接显示测量数据和打印出测量结果。
2.3 投影法测量
在投影仪上安装顶针座,调整两顶针连线与工作台移动方向一致后,将被测螺纹量规装在两顶针间并锁紧。
选择适当投影放大倍数,调整光圈、焦距等,使螺纹一侧的牙型放大影像清晰地显示在投影屏上。
将投影屏描图纸上的螺纹牙型影像,用透明三角尺、铅笔准确地描出牙型直线部分(铅笔线越细越好,以能看清为准)。

3 、结语
本文提出的三种螺纹中径测量方法符合中径定义,不存在原理误差,不但测量简便,准确度高,而且三种方法的可比性比较好。误差分析表明,本文三种方法均可满足普通螺纹量规中径测量的精确要求。
 
“三针法”测量中径时,不必求任何修正值;不必为修正各项参数而进行复杂的数学运算。
“影像法”测量中径时,测量点取在中径线上,螺距和牙型半角误差对中径测量不产生影响;由于这种方法测量过程中不出现测量平面和中央显微镜摆动中心高度的偏移量,可以减少由于螺纹轴线与测量轴线不重合而引起的一阶误差。
“影像法”测量的准确性,除了测量仪器的误差外,尚取决于量规本身的加工精度、放大牙型影象和牙型侧边描绘质量以及几何作图的技巧和准确度。