螺紋量規(guī)參數(shù)的意義及其測(cè)量不確定度探討

靳忠鵬 孫琪

摘 要：近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)從農(nóng)業(yè)大國(guó)慢慢崛起，走向了工業(yè)強(qiáng)國(guó)的道路，工業(yè)是國(guó)家強(qiáng)大必不可少的一部分。螺紋量規(guī)是一種測(cè)量器具，用于測(cè)量螺紋尺寸邊界的條件并且加以檢測(cè)。其作用在螺紋測(cè)量當(dāng)中十分重要，是控制螺紋尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用的廣泛程度可想而知。本文就是通過(guò)對(duì)螺紋量規(guī)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，用于對(duì)以后的實(shí)踐進(jìn)行參考，提供便利。

關(guān)鍵詞：螺紋量規(guī)，參數(shù)意義，測(cè)量不確定度

1.前言：

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，順著歷史的潮流，我國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)迅猛發(fā)展，許多大型企業(yè)越來(lái)越注重和追求產(chǎn)品質(zhì)量。在產(chǎn)品測(cè)量和制作過(guò)程當(dāng)中，螺紋量規(guī)的使用數(shù)量很大，它的測(cè)量精準(zhǔn)度好壞決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。所以對(duì)螺紋量規(guī)的檢查和使用至關(guān)重要，我們需要對(duì)螺紋量規(guī)進(jìn)行周期性的檢測(cè)，這樣才能保證質(zhì)量，下面就來(lái)對(duì)螺紋量規(guī)參數(shù)意義和測(cè)量方法進(jìn)行介紹。

2.螺紋量規(guī)參數(shù)的意義以及測(cè)量方法

螺紋是一種重要的、常用的結(jié)構(gòu)要素[1]。螺紋主要用于結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)、密封聯(lián)結(jié)、傳動(dòng)、讀數(shù)和承載等場(chǎng)合。從一般使用條件到惡劣條件（高溫、高壓、嚴(yán)重腐蝕），從粗糙級(jí)別到很靜謐，總之應(yīng)用廣泛。螺紋量規(guī)作為一種重要的量具，是檢驗(yàn)螺紋是否符合規(guī)定的量規(guī)，如果精確度不高會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題。螺紋量規(guī)的精確度不高會(huì)影響其他零件的性能和作用，每一個(gè)零件盡量做到標(biāo)準(zhǔn)是我們所追求的。而螺紋量規(guī)參數(shù)的測(cè)量更為關(guān)鍵，把握關(guān)鍵才能讓零件測(cè)量的精確度更為準(zhǔn)確，測(cè)量的準(zhǔn)確會(huì)整體提高產(chǎn)品的性能。提高每一個(gè)零件的精確度，保證細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步進(jìn)行改變，提高測(cè)量的精準(zhǔn)度也是所追求的[2]。

螺紋量規(guī)的參數(shù)是十分重要，具有十分重要的意義。而螺紋量規(guī)的牙型，半角和螺距是影響其性能的主要原因，所以對(duì)它們的要求十分嚴(yán)格。目前可以采用測(cè)長(zhǎng)儀上用三針?lè)z測(cè)螺紋量規(guī)的各個(gè)參數(shù)值。[3]三針?lè)ㄊ侵赣萌雀撸睆较嗤牧酷樂(lè)旁诒粶y(cè)螺紋的牙凹中，用測(cè)量外尺寸的計(jì)量器具測(cè)量出尺寸。再根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距，牙型半角和量針直徑，計(jì)算出螺紋中徑。操作步驟和實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)：做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。讓工作臺(tái)整潔，對(duì)每一部分所需要用到的工具都要準(zhǔn)備好，桌面也要盡量平整。否則會(huì)影響測(cè)量的精準(zhǔn)度。首先按照實(shí)驗(yàn)步驟操作。然后把頂尖架安裝上去，安裝時(shí)一定要注意平衡問(wèn)題。將頂尖架正確安裝，并將其按照規(guī)定水平放置。再調(diào)整工作臺(tái)的位置，在目鏡中調(diào)整四個(gè)方向，按照標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整到正確的最大值和最小值。但是，這種測(cè)量方法只可以測(cè)量一部分規(guī)格的螺紋，不能夠全面測(cè)量，這種不確定的方式將會(huì)在未來(lái)的質(zhì)量中產(chǎn)生問(wèn)題。這時(shí)候就應(yīng)該思考，在不明確具體的規(guī)格的時(shí)候，并不能測(cè)量出來(lái)，或者存在較大誤差。在沒(méi)有特別精準(zhǔn)儀器對(duì)其進(jìn)行測(cè)量的情況下，如何提高中徑測(cè)量的準(zhǔn)確度，來(lái)更大的提高精準(zhǔn)度。我們應(yīng)該掌握這種測(cè)量方法，也是我們需要不斷探討的。我們?cè)诒敬蔚膶?shí)驗(yàn)中，利用雙球測(cè)試，來(lái)看看是否能夠提高準(zhǔn)確度。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)的方法，同時(shí)使用錯(cuò)位的方法進(jìn)行研究，最后將多次測(cè)試的結(jié)果記錄下來(lái)。

3.測(cè)量公式以及不確定度評(píng)定

對(duì)于螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量，其公式為：

d2=M-d0（1+sinA）+P

其中d2為中徑，M為測(cè)量值，d0為三針直徑，P為螺距。[4]這些都是測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果起著很關(guān)鍵的作用。

對(duì)于其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，可以分為A和B兩類(lèi)不確定度的評(píng)定，A類(lèi)不確定度測(cè)評(píng)結(jié)果中利用不斷重復(fù)的測(cè)量10次，結(jié)果為出現(xiàn)3.543次數(shù)為七次，出現(xiàn)3.542次數(shù)三次，結(jié)果單位均為mm。所以對(duì)于結(jié)果的平均值d來(lái)說(shuō)，d=3.543mm。然后根據(jù)貝塞爾公式可以求出單次實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差S，S=0.577mm。所以最后A類(lèi)測(cè)量結(jié)果U，U=0.333mm。對(duì)于B類(lèi)不確定度測(cè)評(píng)，其結(jié)果為u，u=0.173mm。

4.螺紋量規(guī)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有其誤差的存在，而螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量就是對(duì)螺紋類(lèi)產(chǎn)品的精確度進(jìn)行測(cè)繪。所以本實(shí)驗(yàn)也存在著一些誤差，首先是人為誤差，科研人員在做實(shí)驗(yàn)或者測(cè)繪過(guò)程當(dāng)中，難免會(huì)出現(xiàn)一些視覺(jué)上造成的誤差或者實(shí)驗(yàn)規(guī)范度不完整的因素，本實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程當(dāng)中，科研人員容易把三針位置擺放不對(duì)，使得讀出錯(cuò)誤的數(shù)值，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成了巨大影響。所以要做到把三針?biāo)椒较蜇Q直方向都擺正，盡量減小誤差。

其次是實(shí)驗(yàn)設(shè)備本身存在誤差，由于使用壽命長(zhǎng)或者保存不當(dāng)?shù)仍?，?huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的準(zhǔn)確度造成影響，比如三針?biāo)脚_(tái)并不水平，所以為了實(shí)驗(yàn)的精確性，應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選用加以重視，要選用精良的設(shè)備進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作不當(dāng)也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，因?yàn)槿樞D(zhuǎn)的同時(shí)，螺紋也會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)，一旦沒(méi)有控制好其位置和方向，三針就會(huì)脫離螺紋，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成巨大的影響。[5]想要把一個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果以及數(shù)據(jù)分析完美的都做出來(lái)，是一個(gè)特別困難的事情，所有的實(shí)驗(yàn)都有誤差，所以做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候才會(huì)提及在誤差允許的范圍內(nèi)，這樣才會(huì)更加嚴(yán)謹(jǐn)。對(duì)于三針?lè)z測(cè)的實(shí)驗(yàn)，我們要做好的事情就是三針要準(zhǔn)確的安放，防止和減少誤差的產(chǎn)生，安裝要做到穩(wěn)定，也要防止旋轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題等。

5.測(cè)量不確定度分析

根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)研究以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，最終得到了環(huán)境溫度是影響螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量不確定度的主要原因，環(huán)境的溫度對(duì)不同直徑尺寸的螺紋大小影響程度也不相同，直徑小的影響相對(duì)較小，直徑大一些的影響程度也會(huì)隨之增加。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行大量研究和歸納總結(jié)，三針直徑的測(cè)量也是影響螺紋量規(guī)不確定度的主要原因，所以要用十分精密的儀器對(duì)其直徑進(jìn)行測(cè)量，這樣會(huì)大大的減小誤差帶來(lái)的影響。[6]還有很多其他地方會(huì)對(duì)螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量的不確定度造成影響，應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，這樣才會(huì)體現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，就是為了對(duì)以后的螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量和分析帶來(lái)更有效的幫助。

本文通過(guò)對(duì)螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量的不確定度進(jìn)行測(cè)評(píng)，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)以及分析，得到了螺紋量規(guī)參數(shù)不確定度的因素，日后人們一定要對(duì)其加以重視，并積極的進(jìn)行改革和優(yōu)化，這樣不僅提高了螺紋量規(guī)測(cè)量的準(zhǔn)確性，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還簡(jiǎn)化了操作方法，對(duì)以后螺紋量規(guī)測(cè)量技術(shù)提供了好的參考。國(guó)家的發(fā)展離不開(kāi)科技的進(jìn)步，要在當(dāng)前的環(huán)境之下，對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量手段以及測(cè)量設(shè)備進(jìn)行改革和創(chuàng)新，使其不斷的發(fā)展，從而帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

6.結(jié)束語(yǔ)：

本文通過(guò)專(zhuān)業(yè)的科學(xué)方法進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)得到的大量螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量進(jìn)行不確定度的分析。通過(guò)權(quán)威的實(shí)驗(yàn)研究手段，并利用專(zhuān)業(yè)的方法進(jìn)行分析，會(huì)給螺紋測(cè)量技術(shù)提供更好的幫助，減少了產(chǎn)品不合格的概率，操作方法更加簡(jiǎn)潔方便，對(duì)我國(guó)螺紋量規(guī)參數(shù)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展也有很好的導(dǎo)向作用，加快了我國(guó)科技發(fā)展的腳步，對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了很好的作用，從而提高我國(guó)的國(guó)際聲望，幫助我國(guó)更快的進(jìn)入發(fā)達(dá)國(guó)家的行列。

參考文獻(xiàn)：

[1]王為農(nóng)， 馮斐， 裴麗梅，等. 螺紋量規(guī)參數(shù)的意義及其測(cè)量不確定度探討[J]. 計(jì)量技術(shù)， 2016（7）.

[2]牛永娟， 代桂霞， 蘇斯燕. 螺紋塞規(guī)中徑的測(cè)量不確定度評(píng)定[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2016， 6（2）.

[3]倪穎倩， 陶磊， 顏宇，等. 螺紋環(huán)規(guī)中徑的測(cè)量不確定度評(píng)定[J]. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù)， 2015， 42（1）：48-49.

[4]丁逸倫. 基于螺紋綜合測(cè)量機(jī)螺紋塞規(guī)的中徑測(cè)量及其不確定度評(píng)定[J]. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù)， 2017， 44（3）：73-73.

[5]于戰(zhàn)昆. 淺談在螺紋中徑測(cè)量中進(jìn)行不確定度評(píng)定的重要性[J]. 品牌與標(biāo)準(zhǔn)化， 2014（10）.

[6]張勇. 螺紋塞規(guī)基面的測(cè)量及不確定度分析[J]. 中國(guó)測(cè)試， 2002， 28（3）：19-20.