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螺紋測量方法－章森螺紋指示量規(guī)
閱讀：5374 發(fā)布時間：2019-1-23（1）概況
螺紋中徑（Pitch Diameter）是決定螺紋質(zhì)量的基本參數(shù),。目前,，國內(nèi)外企業(yè)在生產(chǎn)現(xiàn)場對工件螺紋的檢驗大多采用極*規(guī),，即分別利用螺紋環(huán)、塞規(guī)對外,、內(nèi)螺紋進行檢測,。這種定性檢驗方法的不足之處是無法獲得螺紋相關(guān)參數(shù)的實際值，而通常安放在精測室中的投影儀,、測長儀、工具顯微鏡乃至三坐標(biāo)測量機等顯然又不適合生產(chǎn)現(xiàn)場的快速檢測,。鑒于這一情況,，美國章森螺紋公司開發(fā)了新穎、實用的螺紋測量儀系列產(chǎn)品,，較好解決了上述問題,。該系列測量儀主要有以下特點：
①能直接測出螺紋中徑和作用中徑的值；
②能測出螺紋自身形狀（如錐度、圓度）及判明是橢圓形還是多棱形,；
③可以定性檢測螺紋的螺距和牙形半角,，準(zhǔn)確給出誤差來源；
④能測出以螺紋為基準(zhǔn)的相關(guān)參數(shù)（主要是形位公差）,，如：同軸度,、跳動、錐度,、（端面）垂直度等,。
章森螺紋指示量規(guī)的主要技術(shù)指標(biāo)為：外螺紋測量范圍：1～1000mm，內(nèi)螺紋測量范圍：4.5～1000mm,，分辨率：1μm,，適用各種精度等級的工作螺紋
（2）測量原理
章森螺紋指示量規(guī)也是為適用于批量生產(chǎn)而研制的，因此采用了大家熟悉的比較測量原理,，即對應(yīng)于每一種螺紋參數(shù)相同的零件提供一個的標(biāo)準(zhǔn)件,，測量儀的指示表讀數(shù)是實際工件相對于標(biāo)準(zhǔn)件的偏差值。
*,，螺紋中徑是諸多螺紋參數(shù)中重要的一項,。通用量儀測出的都是一個牙的中徑值，也可稱為“單扣中徑”（Pitch Diameter）,，而對于工件在螺紋全長或某個區(qū)段內(nèi)制造質(zhì)量的綜合評價則用作用中徑（Function Size）表示,。外螺紋的單扣中徑是采用3個在圓周上等分布置的盤形測頭來測量的。測頭頂端呈梯形,，其寬度為螺紋節(jié)線處的谷寬,。測頭呈“品”字形布置，其中2個固定在下方,，構(gòu)成類似“V”型架的態(tài)勢,，被測螺紋支于其上后，位于上方的測頭降下,，嵌入同一牙螺紋后即開始檢測,。
外螺紋作用中徑的測量原理與單扣中徑的測量不同，此時不是采用單一的盤形測頭,，而是2種其上帶有精密螺紋的測頭,。第1種是兩瓣式弧形測頭，弧形內(nèi)帶有精密螺紋,；第2種是3個獨立的圓柱型螺紋測頭,。采用的測頭寬度則取決于用戶的具體要求，或由Johnson Gage公司在了解被測對象特征后提出方案,。無論是何種情況,，只要所設(shè)計的檢具能保證一組測頭可靠地壓緊在被測工件的螺紋部分,，通過以標(biāo)準(zhǔn)件為媒介的比較測量方法，就能準(zhǔn)確地獲得螺紋的單扣中徑值和作用中徑值,。
檢測內(nèi)螺紋的工作原理與外螺紋基本相同,，差別是在測量小規(guī)格螺孔的單扣中徑時，由于在內(nèi)孔布置三個盤形測頭比較困難,，因此采用的是兩瓣式測頭,。測頭的形狀由盤形變成一段弧形，對向嵌入被測工件螺孔的同一牙螺紋,，這種情況與測量小孔的內(nèi)徑量表的一組測頭很相象,。檢測工件內(nèi)螺紋的作用中徑時情況相似，兩瓣式測頭適用于較小的螺孔,。當(dāng)工件螺紋處于*理想狀態(tài)時,，單扣中徑與作用中徑應(yīng)相等，如果不相等,，則說明螺紋參數(shù)存在誤差,。但另一方面，通過適當(dāng)方式對比兩者之間的偏差,，又可間接地分析出螺距和牙形半角的誤差,，實現(xiàn)對它們的定性檢測。螺紋加工方式?jīng)Q定了其全長部分的牙形半角值相差很小,，而由前面的介紹可知,，檢測“作用中徑”的測頭被制成與被測工件*相同的精密螺紋（包括牙形半角）。通過用已校準(zhǔn)的Johnson檢具的單扣中徑測頭先對工件末端的一牙完整螺紋進行測量,，再用“作用中徑”測頭的一側(cè)卡在相對應(yīng)的位置作一次測量,，若兩者結(jié)果不一致，就表明牙形半角存在偏差,。在確認(rèn)工件螺紋部分的錐度符合要求及對牙形半角的偏差有所了解后,，還可分析螺距的實際情況。與齒輪的周節(jié)誤差類似,，螺距誤差也具有累積誤差的性質(zhì),，故可先將“作用中徑”測頭的一側(cè)卡在工件末端2～3牙處，獲得一個讀數(shù)后再向內(nèi)移動,，增加接觸的牙數(shù),，顯然，若各次讀數(shù)均與讀數(shù)很接近,，則表明螺距誤差甚小,，反之則較大。其實作用中徑的本質(zhì)就是工件螺紋段制造質(zhì)量的綜合反映,，除了主要的三要素——中徑,、牙形半角和螺距外，還反映了圓度,、錐度等形狀誤差的影響,。
（3）應(yīng)用
章森螺紋指示量規(guī)的種類很多，在采用相同工作原理的基礎(chǔ)上,，可根據(jù)用戶的實際需求提供合適的型式,。
根據(jù)工作方式的不同，Johnson螺紋測量儀可分為臺式和手持式兩類,。采用量表示值的臺式外螺紋檢具下方的單元用于測量單扣中徑,，上方的單元用于測量作用中徑。手持式內(nèi)螺紋帶表檢具所采用的測頭為兩瓣式,，分別用于測量螺紋的單扣中徑和作用中徑,。但若將它們固定在一個底板的兩個支架上，則又可成為臺式檢具,。一般來說,，手持式檢具主要用于檢測大型工件，或?qū)ぜ穆菁y部位進行在線檢測,，如測量設(shè)備上的絲杠或重要的螺孔等,。
根據(jù)檢測對象的不同，章森螺紋指示量規(guī)可分為單一型和綜合型,。前面介紹的都屬于單一型,，雖然通過回轉(zhuǎn)工件或移動測頭以改變測量截面，還可以得到圓度,、錐度的實測值,，但主要還是用于測量螺紋中徑。Johnson Gage公司還開發(fā)了綜合型檢具,，用于檢測那些以螺紋為基準(zhǔn)的相關(guān)參數(shù),，主要是形位公差，如同軸度,、跳動,、（端面）垂直度等。由于經(jīng)過精加工的工件內(nèi)孔對外螺紋有位置公差要求,，故必須檢測跳動這項指標(biāo),。檢具的右邊是一作用中徑檢測裝置，在測出中徑值的同時也實現(xiàn)了對螺紋的定位,，左邊的可調(diào)滑塊（板）的前端安裝有一杠桿量表,，其測頭與工件內(nèi)孔圓柱面相接觸。當(dāng)被測工件在夾緊位置沿一個方向間斷轉(zhuǎn)動時（為減少測頭磨損,，可在回轉(zhuǎn)時先微微抬起測頭）,，杠桿量表的大變化值即為徑向跳動,。一般情況下，檢測跳動這類位置公差時不需配備標(biāo)準(zhǔn)件,，但由于檢具還需測量外螺紋的作用中徑,，因此還是配備有一個標(biāo)準(zhǔn)件。事實上,，只要改變杠桿量表測頭在工件上的接觸位置,，將其從內(nèi)孔轉(zhuǎn)移到端面，就能檢測端面跳動,，或折算出端面相對螺紋部分的垂直度,。
上述實例采用的都是機械式量表，如果改用帶有輸出接口的數(shù)顯量表,，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集輸出,，并輸入計算機進行各種統(tǒng)計分析及打印存檔。實際上,，被測螺紋的種類也不局限于標(biāo)準(zhǔn)螺紋,，還可擴展到T型螺紋、錐螺紋等,。