使用工具显微镜测量外螺纹参数的方法- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

M H n | 使用工具显微镜测量外螺纹 参数的方法 唐山劳动技师学院 ( 河北0 6 3 3 0 0 ) 张继东何智慧 万能工具 显微镜是几何测量 中比较常用的精密 仪器 ，能快速准确测量各种形状复杂的样板 、螺纹 量规、蜗杆 、滚刀等 ，其长度测量读数可精确到微 米 ，角度测量读数可精确到分 。 螺纹测量分为综合测量和单项测量两种方式。 综 合测量是用螺纹量规进行的测量 ，它能判断螺纹 合格与否 ，适 用于一般螺 纹零件制 造过程 中的检 验 。对一些高精度螺纹 ，仅用综合测量不能满足精 度要求，而必须采用单项测量。单项测量的主要参 数包括影 响螺纹配合性质的螺距、中径与牙型半角 等。下面简单介绍一下使用工具显微镜测量外螺纹 参数的方法 。 1 测量前的准备工作 首先要了解仪器结构 ，熟悉测量原理和操作程 序 。根据被测 螺纹的尺寸 及精度 ，确 定被测要素 的公差及基本偏 差 。其次是 接通 电源 ，检查光 路 系统 ，根据被 测螺纹 中径 大小和牙 型角 ，调 整光 圈值 。转动 目镜头 ，使视 场 中分划板 上的刻 线最 清晰 。然后在 顶针架上 装好仪 器的附件调焦 棒 ， 转动升 降手 轮使调焦 棒 中的 刀刃清晰 ( 调物 镜焦 距)；转动纵 向测微器 ，使工作台纵 向移动方 向与 调 焦棒中刀刃一致( 调基准 ) ( 见 图1 )。最后将 顶针架上调焦棒换成被测螺纹 ，根据公 = a r c t a n ( 丌 d ) ( 单头螺纹)，计算 出立柱倾斜角。转 刀刃 图1 工作台纵向移动方向与调焦棒中刀刃边缘一致 实测关系如下 位置 ：d 1 = 9 0 。 A+a ，b l = 9 0 。 C1 =9 0。 一 4 +AC，dI = 9 0。 一 +Ad。 6 位 置 ：a 2 = 9 0 。 一 +A a ，b 2 = 9 0 。 c 2 =9 0。 一A+C，d 2 = 9 0。 一A+Ad。 c 位置 ：a 3 = 9 0 。一 +A a ，b 3 = 9 0 。 c 3 =9 0。 一A+C，d 1 = 9 0。 一A+d。 d 位 置 ：a 4 = 9 0 。 一 + A a ，b 4 = 9 0 。 C 4 =9 0 。 一 +C，d 4 =9 0。 一 +d。 A+ b 一 +Ab 一 +b 一 +A b 分别将4 个位置的角度关系相加得到如下关系 卜l4 a j = 3 6 0 。+ 4A H 4 b = 3 6 0。+4b 卜4 = 3 6 0 。+ 4AC = 3 6 0 。+ 4 A d 则有方规 的4 个角的实际偏差 8 6 ： ， 疏 参 磊 A日 = ( 1 4 ) 4 a 一9 0 。 6 = ( 1 4 ) 4 b ； 一9 0 。 Ac = ( 1 4 ) 卜 l4 C 一9 0 。 A d = ( 1 4 ) d ； 一9 0 。 通过 以上推算可以看 出，在测量过程中利用 反 向以及 自封 闭原理对4 个角的结果 进行 ，测量设 备 的误差分离以及测量结果的平均处理 ，有效地提高 了测量结果 的可靠性 ，并分离出了由于测量机本身 几何精度误差带入的不确定度的影 响。 3 结语 本文通过数学推导 ，着重介绍了利用对称反向 消差法 以及 自封 闭原理对4 个角的结果进 行处理 ， 不仅提高了测量的准确性 ，而且可以为更大型的方 规在不同精度测量机检测探寻可行的理论依据 。 MW( 收稿 日期 ：2 0 1 1 1 1 1 2 ) 动手轮使立柱与被测螺纹螺旋升角方向 致 ，保证 此时的螺纹牙型最清晰 。 2 测量外螺纹参数 ( 1 )外螺纹 中径d 的测量螺纹 中径是指螺 纹 截成牙 凸和牙凹宽度相等并和螺纹轴线同心的假 想 圆柱直径。对于单头螺纹 ，它的 中径也等于在轴 截 面 内，沿着与轴线垂直的方 向量得的两个相对_牙型 侧面 间的距离 。 测 量时 如 图2 所 示 ，先 使 目镜 分 划板 中平分 6 0 。 夹 角的虚线与螺牙影像一个侧边重合 ( 用压线 法 )，且使其交叉点大 致落在侧边中点上 。如 图 中 I位 置 ，记 下横 向测 微器上 的读数 I 槠 ( 此 时 纵 向 测微 器 不 动 ) ；转 动 横 向测 微 器 ，使另一侧对应牙边 与分划板上的同一虚线 重合 ，注意立柱倾斜方 向的 调 整 ，保 证 牙 型 图2 螺纹中径的测量 1 螺纹轴线 2 l 、坝 0 量轴线 影像清晰 ，如图2 中 位置 ，记下横 向测微器读数 此两次读数差 I楫 I措i 即为初次测量 值 。由于被测螺纹存在安装误差 ，使螺纹轴线与工 作台纵向导轨方 向 ( 测量轴线 )不重合 ，即其轴线 不能与横 向导轨绝对垂直 。为了消除这种安装误差 对测量结果的影响 ，实 际测量时，还应测出相邻的 另一 ( 反向)牙面上的 中径 ( 图中位量 )， 然后取其平均值 ，即为此螺纹的中径值。 ( 2 )外螺纹螺距P 的测量采用影像法测量如 图3 所示 ，先将 目镜分 划板上的平分 6 0 。 夹 角的虚 线与螺 矛的 一个侧边 重合 ( 压线法 ) ，且使 其交 叉点大致落在侧边 中点上 ，如 图6 中 I 的位置 ，记 下纵向测微器读 数 I ( 横向测微器不动 )；转动 图3 螺纹中径的i 贝 iJ 量 1 螺纹轴线 2 钡 0 量轴线 纵 向测 微器 ，使螺 纹影像移 过1 1 个 螺距后( 1 1 可按 螺纹旋 入长度 的不同取3 6 牙 )，使 另一 牙的同 侧边与分划板的 同一边的虚线重合 ，图6 中 的位 置 ，记下纵 向测微器的读 数 ，这两次读数之差 是 f 纵 一 I 纵f ，即为此螺 、 1 1 个牙的螺距P 左 。一般 应测出螺纹副在任意旋合长度 内最大的螺距累积误 差 P 。同理 ，为了消除螺纹安装误差的影响，实 际测量时 ，还应测 出相邻的 另一 ( 反向)牙面的螺 距 ( 1 3 I I V)位置 ，然后取其平均值 即为1 1 个牙的 实际螺距。 3 外螺纹牙型半角a 2 的测量 用影像法测量牙型半角时，先使分划板上平分 6 0 。 夹角的虚线与被测牙型轮廓的一侧边重合 ，测 量时可用间隙对线法 ，且使交叉点大致落在侧边中 点上 ，如 图4 中I 的位置 ，记下角度读数 ，目镜 中的 角度读 数a 2 I ( 即左半 角)；调节纵 、横 测微 器 及 分划板 ，使螺牙 另一侧 边与上述 分划板上 的虚 线 重合 ，图4 中 的位 置，记下角度读数a 2 I I ( 即 右半角 )。测量时注意立柱倾斜方 向的正确 ，保证 矛型影像清晰 。同理 ，如果螺纹轴线与测量轴线不 一 致 ，则 由同一螺旋面所形成的前 、后边牙侧角会 不相等 ，为了消除安装误差的影 响，再测出另一边 的左、右半角 ，图中的 、位置 ，右半角为a 2 ，左半 角为a 2 I V。最后综合计算a 2 的测量平均 值 。 一， I 一 | 一 一 。 图4 螺纹牙型半角的测量 1 螺纹轴线 2 坝0 量轴线 4 结语 前面介绍 了工具 显微镜的测量原理和外螺纹参 数的测量方法 ，在测量过程中有一些操作细节需要 我们注意 ，如被测件表面的毛刺和磕痕 、被测工件 的正确安装 、显微镜立柱倾斜方 向、 目镜和物镜的 调焦顺序等因素 ，如果一时疏忽可能导致测量结果 的准确 度大大降低 。MW ( 收稿 日期 ：2 0 1 l 1 1 0 4 ) M Hr m 参蔼 冷 加 工 ： 8 7