螺(luo)纹(wen)测(ce)量(liang)方法(fa)－章(zhang)森(sen)螺纹(wen)指示(shi)量(liang)规

（1）概况(kuang)

       螺(luo)纹中(zhong)径(jing)（Pitch Diameter）是(shi)决(jue)定(ding)螺(luo)纹(wen)质(zhi)量(liang)的基(ji)本参数。目(mu)前，国(guo)内(nei)外(wai)企业在生产现场对工件螺(luo)纹(wen)的检验大多(duo)采(cai)用极(ji)*规，即分别利(li)用螺(luo)纹环(huan)、塞规(gui)对外(wai)、内螺(luo)纹进(jin)行(xing)检(jian)测。这(zhe)种(zhong)定性检(jian)验(yan)方法的不足之(zhi)处是(shi)无法(fa)获得螺(luo)纹(wen)相关参数(shu)的(de)实(shi)际值，而通常(chang)安放在(zai)精(jing)测(ce)室中(zhong)的投(tou)影(ying)仪(yi)、测(ce)长(zhang)仪、工具显(xian)微镜(jing)乃至(zhi)三坐(zuo)标测量(liang)机等(deng)显然(ran)又不适(shi)合(he)生(sheng)产(chan)现(xian)场的(de)快(kuai)速(su)检(jian)测(ce)。鉴于这(zhe)一(yi)情(qing)况(kuang)，美(mei)国章森螺(luo)纹(wen)公(gong)司开(kai)发(fa)了新颖、实(shi)用的(de)螺(luo)纹测(ce)量仪(yi)系(xi)列产品，较(jiao)好(hao)解(jie)决了(le)上述问题。该(gai)系列测(ce)量(liang)仪(yi)主要有以(yi)下(xia)特点：

①能(neng)直接测出(chu)螺(luo)纹(wen)中径(jing)和(he)作(zuo)用(yong)中径的值；

②能测(ce)出(chu)螺(luo)纹(wen)自身(shen)形(xing)状（如锥度(du)、圆度）及(ji)判(pan)明是椭圆(yuan)形还(hai)是多棱(leng)形(xing)；

③可以定(ding)性(xing)检测(ce)螺(luo)纹的(de)螺距和牙形(xing)半(ban)角，准确给出(chu)误(wu)差(cha)来(lai)源；

④能测出以螺(luo)纹(wen)为基准(zhun)的相关(guan)参数(shu)（主要(yao)是形(xing)位公差），如(ru)：同(tong)轴(zhou)度、跳动(dong)、锥度(du)、（端(duan)面）垂(chui)直度(du)等。

       章森螺(luo)纹(wen)指(zhi)示(shi)量规的主要技(ji)术指(zhi)标(biao)为(wei)：外螺(luo)纹(wen)测(ce)量范围(wei)：1～1000mm，内螺纹测量范(fan)围(wei)：4.5～1000mm，分辨率：1μm，适用各(ge)种(zhong)精度等(deng)级(ji)的工(gong)作螺(luo)纹(wen)

（2）测(ce)量(liang)原理

        章森螺纹(wen)指(zhi)示(shi)量(liang)规也是(shi)为适用(yong)于(yu)批量(liang)生产(chan)而(er)研(yan)制(zhi)的(de)，因(yin)此(ci)采(cai)用了大(da)家熟(shu)悉(xi)的(de)比(bi)较测量(liang)原理，即(ji)对应(ying)于(yu)每一种(zhong)螺(luo)纹(wen)参数(shu)相同(tong)的零件(jian)提供(gong)一个的标准(zhun)件，测量(liang)仪的(de)指示表(biao)读(du)数是实(shi)际(ji)工(gong)件相对(dui)于标(biao)准(zhun)件(jian)的(de)偏(pian)差(cha)值。

       *，螺纹(wen)中(zhong)径是诸(zhu)多(duo)螺纹(wen)参数中重要的一(yi)项。通用(yong)量(liang)仪(yi)测(ce)出(chu)的都(dou)是一(yi)个(ge)牙(ya)的中(zhong)径(jing)值，也可(ke)称(cheng)为“单(dan)扣中(zhong)径(jing)”（Pitch Diameter），而(er)对于工(gong)件在螺纹全长或某(mou)个(ge)区(qu)段(duan)内(nei)制造质量(liang)的(de)综(zong)合评价则(ze)用作(zuo)用中径（Function Size）表示(shi)。外(wai)螺纹的(de)单(dan)扣中径是采(cai)用3个在(zai)圆(yuan)周上等(deng)分布(bu)置(zhi)的盘(pan)形(xing)测头来(lai)测量(liang)的(de)。测(ce)头(tou)顶端(duan)呈(cheng)梯形(xing)，其(qi)宽度为(wei)螺纹节线处(chu)的谷(gu)宽(kuan)。测(ce)头(tou)呈(cheng)“品(pin)”字(zi)形布置(zhi)，其(qi)中(zhong)2个(ge)固(gu)定在(zai)下方(fang)，构(gou)成类(lei)似(shi)“V”型架(jia)的态(tai)势，被测螺(luo)纹(wen)支(zhi)于(yu)其(qi)上后，位于(yu)上(shang)方(fang)的(de)测(ce)头(tou)降(jiang)下(xia)，嵌(qian)入(ru)同一牙螺纹(wen)后即开始(shi)检(jian)测(ce)。

        外(wai)螺纹(wen)作(zuo)用中径的测量原(yuan)理(li)与单(dan)扣中径的测量不(bu)同，此时不是采(cai)用单一的盘形测头(tou)，而(er)是2种(zhong)其上(shang)带(dai)有精密(mi)螺(luo)纹(wen)的测(ce)头。第1种(zhong)是两(liang)瓣式弧形(xing)测头，弧形(xing)内(nei)带有精密(mi)螺(luo)纹(wen)；第(di)2种是3个(ge)独立(li)的(de)圆(yuan)柱型(xing)螺纹(wen)测头(tou)。采(cai)用(yong)的测(ce)头宽度则(ze)取(qu)决于用(yong)户(hu)的(de)具(ju)体要求(qiu)，或由(you)Johnson Gage公(gong)司(si)在了解被测(ce)对(dui)象(xiang)特(te)征(zheng)后(hou)提(ti)出方(fang)案(an)。无(wu)论是何(he)种(zhong)情况，只(zhi)要(yao)所(suo)设计(ji)的(de)检具能(neng)保证(zheng)一(yi)组测(ce)头(tou)可靠(kao)地压(ya)紧在被测工件(jian)的(de)螺(luo)纹(wen)部(bu)分，通过以(yi)标(biao)准件(jian)为(wei)媒介的比较测(ce)量(liang)方法(fa)，就能(neng)准确地(di)获得(de)螺纹(wen)的(de)单(dan)扣(kou)中(zhong)径值(zhi)和(he)作(zuo)用(yong)中(zhong)径(jing)值。

         检(jian)测内(nei)螺纹(wen)的工作原理(li)与外(wai)螺(luo)纹(wen)基(ji)本相同(tong)，差(cha)别(bie)是在(zai)测(ce)量小(xiao)规格螺(luo)孔的单扣中(zhong)径时，由(you)于(yu)在(zai)内孔(kong)布(bu)置三(san)个(ge)盘(pan)形测(ce)头(tou)比(bi)较(jiao)困(kun)难，因此采(cai)用的是两瓣式(shi)测头。测头的(de)形状(zhuang)由(you)盘(pan)形变(bian)成(cheng)一(yi)段弧(hu)形(xing)，对(dui)向(xiang)嵌入(ru)被(bei)测(ce)工件(jian)螺孔(kong)的同(tong)一牙螺纹(wen)，这(zhe)种情况(kuang)与(yu)测(ce)量小(xiao)孔的内(nei)径(jing)量表的一组测头(tou)很(hen)相(xiang)象(xiang)。检测(ce)工件内(nei)螺(luo)纹的作用(yong)中(zhong)径时情(qing)况相(xiang)似(shi)，两瓣式(shi)测(ce)头适(shi)用(yong)于较(jiao)小(xiao)的螺孔。当(dang)工件(jian)螺纹处(chu)于*理(li)想状态(tai)时，单扣中(zhong)径(jing)与(yu)作(zuo)用(yong)中径应相等(deng)，如果(guo)不(bu)相等，则(ze)说明(ming)螺纹(wen)参(can)数(shu)存(cun)在误差。但另一方面，通(tong)过适当方式(shi)对比两者之(zhi)间(jian)的偏(pian)差，又(you)可间(jian)接(jie)地分析出螺(luo)距(ju)和(he)牙形(xing)半角(jiao)的误差(cha)，实(shi)现(xian)对(dui)它们(men)的定性检测(ce)。螺(luo)纹(wen)加(jia)工(gong)方式决(jue)定(ding)了(le)其全(quan)长(zhang)部分的牙(ya)形半角值(zhi)相差很(hen)小，而(er)由前(qian)面(mian)的(de)介绍(shao)可知(zhi)，检(jian)测“作(zuo)用(yong)中径(jing)”的测头被制成与被(bei)测工(gong)件(jian)*相同的(de)精密(mi)螺纹(wen)（包(bao)括牙(ya)形半角）。通(tong)过(guo)用已(yi)校(xiao)准(zhun)的(de)Johnson检具的单扣中径测(ce)头(tou)先(xian)对(dui)工件末端的一牙(ya)完(wan)整(zheng)螺纹进行测(ce)量(liang)，再(zai)用(yong)“作(zuo)用中径(jing)”测(ce)头的(de)一侧卡(ka)在(zai)相(xiang)对应的(de)位置(zhi)作(zuo)一(yi)次(ci)测(ce)量，若(ruo)两者结果不(bu)一(yi)致，就表明牙(ya)形(xing)半角(jiao)存在偏(pian)差(cha)。在确(que)认(ren)工(gong)件螺纹部分(fen)的(de)锥度(du)符(fu)合要求(qiu)及(ji)对牙形半(ban)角(jiao)的(de)偏差有所了(le)解后(hou)，还(hai)可分析螺距(ju)的实(shi)际(ji)情(qing)况。与齿轮的(de)周节误差(cha)类(lei)似，螺距误(wu)差也(ye)具有(you)累积误差(cha)的性(xing)质(zhi)，故(gu)可先(xian)将(jiang)“作(zuo)用中(zhong)径(jing)”测头的一(yi)侧(ce)卡在工件(jian)末(mo)端2～3牙(ya)处(chu)，获得(de)一个读数(shu)后再(zai)向内(nei)移(yi)动，增(zeng)加接触(chu)的(de)牙数(shu)，显(xian)然(ran)，若各(ge)次读(du)数均与(yu)读数(shu)很接(jie)近(jin)，则(ze)表明(ming)螺距误(wu)差甚小(xiao)，反之(zhi)则较(jiao)大(da)。其实作用(yong)中径(jing)的本质(zhi)就(jiu)是(shi)工件(jian)螺纹段制(zhi)造质量(liang)的综合反映，除(chu)了(le)主(zhu)要(yao)的(de)三(san)要(yao)素(su)——中(zhong)径、牙形半角和螺(luo)距(ju)外(wai)，还(hai)反映了(le)圆度、锥度等(deng)形(xing)状(zhuang)误差(cha)的(de)影响(xiang)。

（3）应(ying)用

       章(zhang)森螺纹(wen)指示量(liang)规(gui)的(de)种类(lei)很多(duo)，在(zai)采用相(xiang)同工作(zuo)原(yuan)理的基础(chu)上，可(ke)根(gen)据(ju)用(yong)户的实际需(xu)求提(ti)供(gong)合(he)适(shi)的(de)型(xing)式。

      根据工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)的(de)不(bu)同(tong)，Johnson螺(luo)纹测(ce)量(liang)仪可(ke)分(fen)为台(tai)式和手持(chi)式(shi)两(liang)类。采(cai)用(yong)量(liang)表示(shi)值的台式外螺(luo)纹检(jian)具下方(fang)的单元(yuan)用于测(ce)量单扣(kou)中径(jing)，上(shang)方(fang)的单(dan)元用于测(ce)量(liang)作(zuo)用(yong)中径。手(shou)持式内螺纹带表(biao)检具所采(cai)用(yong)的测头为两瓣(ban)式，分(fen)别用于(yu)测(ce)量螺纹的(de)单(dan)扣(kou)中(zhong)径和(he)作(zuo)用中(zhong)径。但若(ruo)将(jiang)它(ta)们固(gu)定(ding)在一(yi)个(ge)底(di)板(ban)的(de)两(liang)个(ge)支(zhi)架上(shang)，则又(you)可成为(wei)台式检具(ju)。一般(ban)来(lai)说，手(shou)持式(shi)检具(ju)主(zhu)要用(yong)于检测(ce)大(da)型工件(jian)，或(huo)对工件(jian)的(de)螺纹(wen)部位进(jin)行(xing)在(zai)线(xian)检(jian)测，如(ru)测(ce)量设(she)备上的丝(si)杠(gang)或(huo)重(zhong)要(yao)的(de)螺孔等(deng)。

      根(gen)据检(jian)测(ce)对象的(de)不同，章(zhang)森螺纹(wen)指(zhi)示量规可分为(wei)单(dan)一(yi)型和综合型。前(qian)面(mian)介(jie)绍(shao)的(de)都属于单(dan)一(yi)型(xing)，虽(sui)然(ran)通(tong)过回转工件或移(yi)动测(ce)头(tou)以(yi)改变(bian)测(ce)量截(jie)面，还(hai)可以得(de)到(dao)圆(yuan)度(du)、锥度(du)的(de)实(shi)测(ce)值，但主(zhu)要还(hai)是用于测(ce)量螺(luo)纹中径(jing)。Johnson Gage公司(si)还开(kai)发了综合(he)型检具，用于(yu)检(jian)测那(na)些(xie)以(yi)螺纹为(wei)基准的(de)相关参(can)数，主(zhu)要是(shi)形(xing)位公差(cha)，如同轴度(du)、跳(tiao)动、（端面）垂(chui)直度(du)等。由于(yu)经过(guo)精加(jia)工(gong)的(de)工件内(nei)孔(kong)对(dui)外(wai)螺(luo)纹有位置公差(cha)要求，故(gu)必(bi)须(xu)检(jian)测跳(tiao)动这项(xiang)指(zhi)标(biao)。检(jian)具的右边(bian)是(shi)一(yi)作用(yong)中(zhong)径检(jian)测装置(zhi)，在(zai)测出(chu)中(zhong)径值的(de)同时(shi)也(ye)实现(xian)了(le)对(dui)螺(luo)纹(wen)的定位，左边的(de)可(ke)调滑块（板(ban)）的前(qian)端安(an)装有一杠杆量(liang)表(biao)，其(qi)测(ce)头(tou)与(yu)工件(jian)内孔(kong)圆(yuan)柱面(mian)相(xiang)接触。当(dang)被测(ce)工件(jian)在夹(jia)紧(jin)位(wei)置(zhi)沿一(yi)个(ge)方向(xiang)间(jian)断(duan)转动时(shi)（为减少(shao)测(ce)头(tou)磨损(sun)，可(ke)在回转(zhuan)时(shi)先(xian)微(wei)微抬起(qi)测头），杠(gang)杆量表(biao)的大(da)变化值(zhi)即(ji)为径向跳动。一(yi)般情(qing)况下，检测(ce)跳(tiao)动这(zhe)类(lei)位(wei)置公差(cha)时(shi)不需配备标准件，但由于检(jian)具还需(xu)测(ce)量外螺(luo)纹的(de)作(zuo)用中径，因此(ci)还是配备有(you)一(yi)个标准(zhun)件(jian)。事(shi)实(shi)上(shang)，只(zhi)要(yao)改(gai)变杠(gang)杆量(liang)表测头(tou)在工件上(shang)的接(jie)触(chu)位(wei)置(zhi)，将(jiang)其从(cong)内孔转移到端(duan)面，就能检(jian)测(ce)端(duan)面(mian)跳(tiao)动，或折算(suan)出端面(mian)相对(dui)螺(luo)纹(wen)部(bu)分的(de)垂直度(du)。

        上(shang)述实(shi)例(li)采(cai)用的都(dou)是机械(xie)式(shi)量(liang)表，如(ru)果改(gai)用带有(you)输出接(jie)口的数(shu)显(xian)量表(biao)，就(jiu)可(ke)以(yi)实现(xian)数(shu)据(ju)的采集(ji)输(shu)出，并输(shu)入(ru)计算(suan)机进行(xing)各(ge)种(zhong)统计(ji)分(fen)析及(ji)打印(yin)存(cun)档。实(shi)际(ji)上(shang)，被(bei)测(ce)螺(luo)纹的(de)种(zhong)类也不局限(xian)于标准螺(luo)纹(wen)，还(hai)可(ke)扩展(zhan)到T型螺(luo)纹(wen)、锥螺(luo)纹(wen)等(deng)。