關(guān)于圓柱螺紋中徑測(cè)量及其測(cè)量誤差分析

◎黃廣君

在企業(yè)生產(chǎn)中，螺紋作為通用零件是加工中不可或缺的，通常在大批量生產(chǎn)中，用螺紋量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)，而小批量單件加工中普遍使用萬(wàn)能量具對(duì)圓柱螺紋參數(shù)進(jìn)行單一檢測(cè)。螺紋中徑的測(cè)量，屬于螺紋最基本要素的檢驗(yàn)項(xiàng)目，目前測(cè)量方法有三種，主要有量針?lè)ā⑤S切法和萬(wàn)能工具測(cè)量；在應(yīng)用中使用量針?lè)ê腿f(wàn)能工具測(cè)量法（螺紋千分尺）。本文主要以在加工現(xiàn)場(chǎng)如何正確使用螺紋千分尺并提高圓柱螺紋測(cè)量精度、減小測(cè)量誤差方面進(jìn)行分析探討。

一、螺紋千分尺的使用

千分尺作為精密測(cè)量工具廣泛用加工領(lǐng)域，正確使用和讀取千分尺才能接近測(cè)量真值。

1.測(cè)量前，為了避免溫度帶來(lái)的影響，千分尺和被測(cè)工件要有恒溫時(shí)間，測(cè)量時(shí)尤其注意手溫對(duì)千分尺的影響。

2.零位校準(zhǔn)與測(cè)量時(shí)不同狀態(tài)下尺身形變的影響。

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通過(guò)上述圖標(biāo)可以看出，在千分尺使用過(guò)程中必須注意零位校準(zhǔn)與測(cè)量時(shí)必須保持相同的狀態(tài)，才能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

3.正確使用測(cè)力裝置。

在螺紋千分尺使用過(guò)程中，當(dāng)測(cè)頭測(cè)量面與螺紋外輪廓接近時(shí)，需緩慢進(jìn)給測(cè)微螺桿，當(dāng)接觸后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力裝置漸近量面，聽(tīng)見(jiàn)兩三聲“咔咔”時(shí)，感覺(jué)測(cè)力裝置打滑空轉(zhuǎn)，表明已接觸上，即可讀數(shù)。此細(xì)節(jié)必須引起使用者的注意，不合理的使用測(cè)力裝置可使測(cè)量誤差達(dá)到0.02mm。

4. 在讀取量具讀數(shù)時(shí)需要正確的姿勢(shì)：必須直視基準(zhǔn)線。

二、現(xiàn)場(chǎng)圓柱螺紋中徑測(cè)量方法主要有量針?lè)ê吐菁y千分尺進(jìn)行測(cè)量，分別對(duì)兩種測(cè)量方法的精度進(jìn)行分析

1. 使用螺紋千分尺進(jìn)行螺紋測(cè)量時(shí)主要誤差有：

（1）螺紋牙型半角、螺距的影響。當(dāng)被測(cè)螺紋牙型半角出現(xiàn)誤差后，會(huì)導(dǎo)致錐形、V型測(cè)頭無(wú)法與螺紋面完全接觸，導(dǎo)致測(cè)量中徑值略大，具體偏差可以通過(guò)計(jì)算導(dǎo)出。

如圖所示：

（2）螺紋千分尺的誤差。根據(jù)螺紋千分尺檢定規(guī)程中可查出，千分尺測(cè)微頭和校對(duì)桿的允許誤差都都在±0.004mm 左右，300mm 螺紋千分尺尺身所帶來(lái)的最大綜合誤差達(dá)到±0.028mm。在使用螺紋千分尺對(duì)圓柱螺紋測(cè)量時(shí)，加上V 型、錐形側(cè)測(cè)頭角度與工件的牙側(cè)角不同的影響，故在用絕對(duì)法測(cè)量時(shí)，其中徑的測(cè)量不確定度可達(dá)到0.10mm。

2.使用螺量針?lè)菁y測(cè)量，量針?lè)ㄖ饕腥?、雙針和單針?lè)?，我們主要介紹下三針?lè)ǎ?/p>

用量針測(cè)量螺紋中徑，測(cè)量時(shí)在螺紋凹槽內(nèi)放置三根直徑相同的量針，如圖，然后用千分尺等測(cè)量工具來(lái)測(cè)量M 值的大小，通過(guò)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證螺紋中徑的大小。

（1）三針直徑的影響。三針必須選用最佳直徑，使測(cè)量時(shí)三針與中徑線接觸，這樣能令牙側(cè)角誤差對(duì)中徑測(cè)量結(jié)果誤差的影響最小。如圖：d0=P/（2cos（α/2））

0 級(jí)測(cè)量針直徑最大誤差為±0.00025mm，帶入公式（1）所引入的最大誤差約為0.001mm

（2）千分尺誤差的影響。根據(jù)千分尺檢定規(guī)程中可查出，300mm 范圍千分尺尺身所引入的測(cè)量誤差在0.020mm 左右。

由上述可知，量針?lè)ㄔ诂F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中所帶來(lái)的綜合誤差在0.021mm 左右。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析和計(jì)算表明螺紋千分尺在測(cè)量螺紋單一中徑的誤差一般介于0.10mm 左右，用螺紋千分尺只能測(cè)量精度要求較低的螺紋零件。螺紋千分尺在使用過(guò)程的測(cè)量誤差往往比參考文獻(xiàn)給出的測(cè)量誤差數(shù)值大，這一點(diǎn)必須引起使用者的注意，螺紋千分尺更主要應(yīng)用于螺紋加工過(guò)程中確定螺紋中徑的加工余量。

三針?lè)ǎ跍y(cè)量螺紋單一中徑方法中屬于最簡(jiǎn)易精確測(cè)量，需要測(cè)量者熟練操作使用三針，才能發(fā)揮出三針?lè)ǖ膬?yōu)勢(shì)。

在在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)螺紋不同的加工精度及測(cè)量要求，選擇合適的中徑測(cè)量方法，方可有效保證螺紋的加工和測(cè)量精度。