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圆柱螺纹量规螺距检定

发布时间:2012-09-15

JJG88-95《圆柱螺纹量规》检定规程规定:螺纹塞规的螺距在万能工具显微镜上用衍射干涉法或满足公差要求的其它方法检定。

通常情况下,我们均采用影像测量法进行检定。

规程规定:测量螺距时应在螺纹中径线上从螺纹头端全牙侧第一牙开始,直到测完全部螺纹牙,所有测得的单个螺距偏差,及螺距累积偏差均应在规程附录规定的偏差内。附录3表3(见检定规程)规定了普通螺纹量规的螺距公差,表中的螺距公差Tp值适用于整个螺纹量规螺纹长度内任意牙数,也就是说无论我们测的是单个螺距误差或是累积螺距误差,测得值均须满足于表3的数值规定,否则可判定被测量规不合格。

以圆柱螺纹塞规为例说明螺距误差的检定过程。

检定示意图如图一,图中所示螺纹为一单头普通螺纹,黑色点划线为量规轴线,粉色双点划线为螺纹量规中径线,黑色箭头指示的为螺纹牙形左侧的测量位置,红色箭头指示的为螺纹牙形右侧的测量位置。

对于单个螺距的检定来说,依据检定规程需在螺纹牙凹轮廓的左侧上、下和右侧上、下各测一次,取同侧的算术平均值为测得结果。

譬如我们测上图中0点到1点这一个螺距位置的单个螺距误差。在测量时,我们会在螺纹中径线附近瞄准、读数。测量及数据处理过程如下:

1. 先在图示螺纹轴线上方左侧0点位置读数,得P左上0值;

2. 再滑动万工显横向滑板,在图中1点位置读数,得P左上1值;

3. 在不改变主显微镜立柱偏转方向的情况下,再测螺纹轴线上方右侧红色标记位置处的数据,先后可得出P右上0值和P右上1值;

4. 再移动万工显纵向滑板并向相反方向偏转主显微镜立柱,测量图一中处于螺纹轴线下方的牙形。

5. 在图示下方左侧0点位置读数,得P左下0值;

6. 再滑动万工显横向滑板,在图中1点位置读数,得P左下1值;

7. 在不改变主显微镜立柱偏转方向的情况下,再测螺纹上方右侧红色标记位置处的数据,先后可得出P右下0值和P右下1值;

8. 数据处理可得:

实际测得牙凹左侧的螺距值P实左=[(P左上1—P左上0 )+(P左下1 —P左下0 )]/2

实际测得牙凹右侧的螺距值P实右=[(P右上1—P右上0 )+(P右下1 —P右下0 )]/2

则牙凹左侧的单个螺距误差:Δ单左=P实左—P理

牙凹右侧的单个螺距误差:Δ单右=P实右—P理

注:当螺纹直径小于3mm时,实际螺距:P实=(P实左+P实右)/2

单个螺距误差:Δ单=P实—P理

至此,我们就完成了单个螺距的误差检定工作。

但对于有n个螺距的螺纹量规来说,螺距误差的测量和数据处理就非常麻烦,检定规程在这里却写得相对简单,仅作了如下描述:

实际测得n个牙凹左侧的螺距值Pn实左=(Pn左上+Pn左下)/2

实际测得n个牙凹右侧的螺距值Pn实右=(Pn右上+Pn右下)/2

则牙凹左侧的n个螺距误差:Δn左=Pn实左—Pn理

牙凹右侧的n个螺距误差:Δn右=Pn实右—Pn理

这样简单的描述常使我们感到非常茫然,感觉无从下手。

为此,我们经过研究特地给出了螺距累积误差处理的方法和步骤,具体表述如下:

1. 先在图一上方左侧0点位置读数,得P左上0值;

2. 再滑动万工显横向滑板,在图中1点位置读数,得P左上1值;

3. 以此类推,读出图一中上方左侧牙形的各点读数,如表1所示;

4. 在不改变主显微镜立柱偏转方向的情况下,再测螺纹上方右侧红色标记位置处的数据,先后可得出P右上0值和P右上5值,如表2所示;

5. 再移动万工显纵向滑板并向相反方向偏转主显微镜立柱,测量图一中处于螺纹轴线下方的牙形。

6. 在图示下方左侧0点位置读数,得P左下0值;

7. 再滑动万工显横向滑板,在图中1点位置读数,得P左下1值,以此类推得出下方左侧各点的读数,如表3所示;

8. 在不改变主显微镜立柱偏转方向的情况下,再测螺纹轴线下方右侧红色标记位置处的数据,先后可得出P右下0值和P右下5值,如表4所示;

9. 数据处理过程如下:

如表1,“序号”表示各测点的位置,具体见图一;表中第二行“原始读数”表示各测点的实际读数值;第三行“单个实际螺距”表示实际测得的螺距值即相邻两读数之差;第四行“理论螺距”表示被检螺纹的理论螺距;第五行“单个实际误差”表示单个螺距的实际误差,也就是用表中同一列中第三行的数据减去第四行的数据而得到的结果;第六行“误差累积”表示单方向(上方或下方)牙形单侧的螺距累积误差,它由第五行数据依次累加而得;第七行“最大累积误差”表示单方向(上、下)牙形单侧的螺距累积误差的最大值,由表中第六行数据中的最大值与最小值的绝对值之和得出。

下面列出的表1、表2、表3、表4分别是螺纹量规在万工显上测量螺距时上、下方单侧牙形的螺距误差处理过程表。

表1:上方左侧数据

表2:上方右侧数据

表3:下方左侧数据

表4:下方右侧数据

为什么要进行如此繁多的数据采集和处理呢?众所周知,万工显顶针轴线与仪器测量轴线之间都存在或大或小的夹角,这会给测量结果带来一定量的系统误差,我们通过在万工显顶针轴线的上方和下方分别采集数据,其目的就是为了消除测量结果中的系统误差。

利用表1和表3中第六行的数据,我们可以得出螺纹量规牙形左侧各牙的累积误差和牙形左侧螺距最大累积误差,具体见表5。

表5:左侧牙形螺距误差

表5中:

“左上误差累积”的数据来自表1的第六行;

“左下误差累积”的数据来自表3的第六行;

“左侧误差累积”各列的数据由同列中前两个数据的代数和除以2得来,这正是检定规程中的“实际测得n个牙凹左侧的螺距值Pn实左=(Pn左上+Pn左下)/2”的体现;

“左侧最大累积”数据表示的是被检螺纹量规牙形左侧任意牙间的最大累积螺距误差,是由表中“左侧误差累积”行的最大值与最小值的绝对值之和得出。

同理,我们利用表2和表4中第六行的数据,我们可以得出螺纹量规牙形右侧各牙的累积误差和牙形右侧螺距最大累积误差,具体见表6。

表6:右侧牙形螺距误差

至此,整个螺纹量规的螺距误差检定工作完成。