螺纹的综合测量和单项测量.doc

360文档中心 word文档下载网站/本文档下载自360文档中心，更多免费文档请访问网址/doc/info-4a1a8429a76e58fafbb0031c.html螺纹的综合测量和单项测量?28?测试与校准2007年第27卷第3期螺纹的综合测量和单项测量孙玉玖,唐英娜,钱丰,蒋芝兰(中国一航北京长城计量测试技术研究所,北京100095)摘要:简要介绍了螺纹测量的现状和目前存在的问题,讨论了螺纹测量需要研究的几个问题,分析了螺纹单项参数测量和综合测量的关系以及螺纹量值传递技术。具体介绍了实现内螺纹中径参数测量的测量原理、测量方法和测量中的问题。关键词:螺纹;螺纹综合测量;单项参数测量;螺纹中径中图分类号:TG85文献标识码:A文章编号:1002-6061(2007)03-0028-03MeasurementofSingleParameterandSyntheticalofThreadSUNYu-jiu,TANGYing-na,QIANFeng,JIANGZhi-lan(ChangchengInstituteofMetrology&Measurement,Beijing100095,China)Abstract:Thispaperfirstlygivesageneralintroductionofthepresentstitusandproblemsofthethreadverification.Furthermore,thispaperdiscussesseveralissuesofthreadverificationneededtobestudiedandanalysestherelationbetweenthesingleandsytheticalparametersmeasurementofthethreadandthetechologyofthedissemminationofthevalueofaquantity.Inthefollowing,thispaperfocusesonadetaileddescriptionofthemeasurementprinciplesandthemeasurementmethodsandtheproblemsinmeasurementabouteffectivediameterofinternalthreadmeasurement.Keywords:screwthreads;holisticthreadmeasurement;singleparameterofthreadmeasurement;effectivediameterofthread螺纹是机械工业中应用最为广泛的一类机械零件,主要用途是紧固、密封、传递动力和位移,因此研究螺纹的测量是一个非常重要的课题。1螺纹测量的现状螺纹的基本参数有五项,包括大径、中径、小径、螺距、牙型半角,其中影响螺纹互换性的参数有中径,螺距,牙型半角。目前螺纹测量主要有综合测量和单项测量两种方式。综合测量是采用极限量规(通、止规)进行检验,即只能判断螺纹是否合格,不能给出各参数的具体数值。单项测量是分别对各项参数进行测量,然后按其的公差要求进行判断。螺纹的测量关系表见图1。1.1普通螺纹对普通螺纹,国标没有规定螺纹的螺距公差和牙型半角公差,只规定了螺纹的中径综合公差。利用这个公差,采用工作螺纹量规来综合控制螺纹中径、螺距和收稿日期:2007-01-22;收修改稿日期:2007-05-09作者简介:孙玉玖(1969-),女,高级工程师,从事几何量计量测图1螺纹的测量关系牙型半角公差。普通螺纹公差范围大(精度低),批量大,这种方法较经济。1.2螺纹量规国标上对螺纹量规各项基本参数分别作了公差要求。为了保证其制造精度和使用上的要求,应采用单项测量。测量工作螺纹塞规的中径,可以通过三针法用测长机等实现,这是一种间接测量方法,测量不确定度可达到2.5?m。对工作螺纹环规,目前大多采用校对螺纹塞规(以下简称校对规)进行综合测量,这与国标中对工作环规计测技术高,而校对规由于生产和校准技术的限制,其精度很难达到量值传递的要求。例如:M10-6hT的螺纹环规,其中径要求为?(9.0180.009)mm,用于对其进行检验的校对规的公差为通端?(9.0000.0045)mm,止端?(9.0270.0045)mm,由此可以看出,用校对规进行检验,中径在?8.9955?9.0315mm的工作螺纹环规都有可能被判断合格,这显然与规定的公差?9.009?9.027另外,由于校对规本身存在着公差,在对中mm不吻合。径为?(9.0000.0045)mm及(?9.0270.0045)mm的工作螺纹量规进行判断时,经常会出现偏差,检验M10-6h工作外螺纹的螺纹环规和检验螺纹环规用的校对螺纹塞规中径公差带图,见图2。测试与校准?29?参数测量和螺纹测量技术研究,并建立量值传递体系。对低精度,规格单一,大批量生产,综合测量具有一定的优势,但对于精度高,种类多,单件或小批量生产,直接将高精度的工件螺纹或工作螺纹量规进行单项参数检定,显然更合理。3螺纹测量需要研究的问题3.1内螺纹单项参数的测量目前对外螺纹的单项参数测量,基本可以通过现有设备得以实现,而内螺纹的单项参数测量国内还不十分成熟,所以内螺纹的测量方法还需要进一步进行研究。3.2螺纹综合测量与单项参数测量的相互关系螺纹测量分为综合测量和单项参数测量,综合测量能够检验螺纹合格与否,但不能给出各项参数的具体数值,所以螺纹测量最终要落到单项参数的测量上。螺纹综合测量和单项参数测量在螺纹质量控制中的作用、地位以及如何建立螺纹量值传递实物标准等问题,还需要进一步研究。3.3螺纹单项参数的测量标准螺纹种类繁多,不同的螺纹需根据不同的标准进行测量及测量结果处理。国内外螺纹标准状况如何,各标准建立的原则,各标准间的联系与差别等等问题都还需要进一步研究。图21.3校对螺纹塞规校对螺纹塞规的测量方法与工作螺纹塞规相同,测量不确定度可达到2.5?m。3.4螺纹单项参数的测量结果对配合性的影响建立螺纹量值传递实物标准,建立螺纹的量传体系,还需要找出螺纹中径、牙型半角、螺距各单项参数对螺纹旋和性及位置质量的影响,分析与综合检验结果的关系。2螺纹测量目前存在的问题生产螺纹量规的厂家较多,由于存在上述原因,各厂家生产的量规量值很难统一。因此出现了这样的问题,同一件工作螺纹环规,使用了不同的校对规进行测量,测量结果很可能不一致。国防军工企业经常受到这个问题的困扰,虽然开展了螺纹的测量工作,但没有建立统一的量传标准。螺纹规格种类繁多,除了普通螺纹外,还有管螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹、圆形螺纹以及各种专用螺纹。特别是在国防工业中,与国际合作较多,常因需求引进了各种按国外标准制造的螺纹;由于军工的特殊需要,经常有非标准螺纹,因此难以配全相应的螺纹量规。目前螺纹的测量受到种种局限,特别是采用综合测量的方法,存在难以覆盖所有螺纹种类以及结果判断不一致的问题,为了和国标要求一致,保证螺纹的质量,4用双球量杆测量内螺纹的中径综上所述,目前螺纹的测量还存在很多问题需要解决,下面以内螺纹中径的单项测量为例,介绍内螺纹中径的测量方法和测量中应注意的问题。4.1测量原理借鉴三针法测量外螺纹中径的原理,用双球量杆测量内螺纹中径。测量时,双球测杆在垂直方向相对被测量规移动(可以是测量头沿垂直导轨移动,也可以是工作台沿垂直方向移动),以实现不同位置的中径尺寸测量以及螺距的测量;工作台在水平面前后移动及绕水平轴旋转两个方向的调整,保证能够实现在量规的直径位置以及轴截面位置的测量;水平导轨应有一定的技术要求,并与测量基准(一般为光栅尺)的位置关系有一定要求,工件相对测量头(或测量头相对工件)运,3。?30?测试与校准2007年第27卷第3期应保证仪器沿两个方向移动(水平导轨和垂直导轨),即能够进行二维空间尺寸的测量,同时工作台应该能够在水平面前后移动及绕水平轴旋转,仪器在使用前应具备良好的状态以便于测量时作必要的调整,保证测量值与定义相一致。4.3.3螺纹标准的应用测量螺纹量规不仅要给出测量数据,而且要给出合格性的判别;螺纹种类繁多,同时国内外标准众多,同样的内容表述可能也有不一致的地方。所以在做合格性判别的时候一定要注意该量规的使用标准。4.4技术指标技术指标应根据仪器以及其它条件获得,因为三针法测量螺纹中径的技术已经很成熟并且关于测量不确定度分析的参考资料很多,所以本文不再作分析,只给出在一般应用时的参考指标。仪器测量范围:200mm(水平导轨)100mm(垂直导轨)螺纹测量不确定度:U=2.5?m(k=2)图3仪器的结构示意图4.2测量方法将双球量杆伸入内螺纹中(如图4所示),测量时在垂直和水平两个方向调整仪器,使量杆测球在径向剖面内与螺纹牙侧接触(如图4中I位置),然后移动仪器使量杆测球与螺纹另一边牙侧接触(如图4中II位置),仪器移动的距离为M,则被测内螺纹的中径D2可以按下式计算。kD2=M l0 -Pcot2sin22式中:l0为双球量杆的双球中心距;dk为双球量杆双球的直径;P为被测螺纹螺距;?为被测螺纹的牙型角。5小结综合测量方法主要适用于大批量的生产以及单项测量无法实现的螺纹的测量。而单项参数测量方法,主要适合于对单件或小批量的量规;螺纹生产厂家的质量控制和工艺分析;特殊尺寸的螺纹量规的测量。实际图4测量示意图4.3测量中应注意的几个问题4.3.1双球量杆的设计和校准双球量杆的参数直接对测量结果产生影响,它也是影响测量精度的主要因素。所以应注意按照国标螺纹螺距系列,设计或选择最佳球径系列;应对球径以及双球中心距进行校准,球径的测量不确定度应达到0.4?m,双球中心距测量不确定度应达到0.6?m。4.3.2测量前的调整工作中由于场合的不同,可能选择的测量手段也不同,例如一件量规,在螺纹生产厂家属于同一规格大批量中的一件,适合采用综合测量,但是对使用单位,即成为众多不同规格的量规中的一件,适合采用单项参数测量。目前的螺纹测量还存在一定的问题,有必要进一步开展螺纹的单项参数测量与综合测量关系的研究。参考资料1徐孝恩,等.螺纹测量M.北京:机械工业出版社,1986.2余志新,等.螺纹量规检验手册M.北京:中国计量出版社,1988.(上接第3页)外同类产品的水平。如果合理地应用集成电路、集成光路等技术,进一步减小体积、重量和降低成本,简化组装工艺,提高可靠性、稳定性和耐用性,光纤陀螺还可广泛用于强振动和高冲击等民用运载车辆和钻井平台。可以预见,不久的将来,光纤陀螺在各国武器装备上必将得到大量应用,在提高武器装备的战斗力方面,参考文献1杨亭鹏,刘星桥,陈家斌.光纤陀螺仪(FOG)技术及发展应用J.火力与指挥控制,2004,29(2):76-79.2孙丽,王德钊.光纤陀螺的最新发展J.航天控制,2003,(3):75-80.3YanFengping,YaoYi,XuHongjie.Investigati