用卧式测长仪（三针法）测量普通螺纹塞规分析

用卧式测长仪（三针法）测量普通螺纹塞规分析

郑灿浩

摘要：论述了卧式测长仪用三针法测量普通圆柱螺纹塞规的方法、测量原理、最佳直径、不确定度因素，对如何合理、有效地使用这种检测方法具有一定的参考价值。

关键词：卧式测长仪；三针法；螺纹测量

ABSTRACT：This paper discusses the measuring method, measuring principle, optimum diameter and uncertainty factor of ordinary cylindrical screw plug gauge with three needle method by horizontal length measuring instrument, which has certain reference value for how to use this testing method reasonably and effectively.

Keywords: Horizontal length measuring instrument; Three stitch; Thread measurement

1 引言

螺纹具有特殊的空间曲面，它的结构是包括中径（单一中径、作用中径）、大径、小径、螺距（单线螺纹的螺距等于导程）以及牙型角、牙侧角等几何参数组成^[1]。螺纹量规分为塞规和环规，通止端成对使用。目前测量螺纹量规的两种方法分为直接接触法测量和非接触法测量^[2]。接触法目前最常用的仪器是卧式测量仪、螺纹扫描仪、测量机、非接触法是影像法即用万能工具显微镜测量。本文采用卧式测长仪对普通螺纹塞规（ =60°）方法简述。

2 三针法测量普通螺纹塞规分析

2.1测量方法

卧 式测长仪用三针接触法是对精密外螺纹单一中径接触测量中最基本的方法之一。并且操作相对简单实用，并且稳定性相对较高，所以在精密外螺纹测量中长成为首选。首先根据普通螺纹塞规规格选择最佳直径的三针，利用三针与螺纹塞规及测长仪接触，根据测量仪在室温下的读数、三针

C值、利用公式算出普通螺纹单一中径的值。测量原理如图2.1所示。

图2.1 三针法测量普通螺纹塞规

图中符号代表：

d₀：三针最佳直径；

d₂：普通螺纹塞规单一中径；

M：卧式测长仪读数；

p：螺距；

：牙型角；

H：牙型齿高；

如图2.1所示,运用数学原理可得：

· · · · ①

其中：

· · · ·②

· · · ·③

当牙型角 为60°时，即普通螺纹塞规量针与螺纹的接触点E正好位于螺纹中径处^[3]，则螺纹半角的误差对测量结果的影响最小，此时所用的量针直径为最佳直径，此时把 为60°代入公式③中得：

· · · ·④

2.2 不确定度的来源

由于实际螺纹测量中，测量螺纹所用仪器、测量值的计算、d₀(三针直径)的选取与检定、P(螺纹塞规的螺距)的测量、 (螺纹塞规的牙型角)的测量、螺纹升角 、测量力F、测量重复性、环境条件等都存在不确定度，所以测量结果也有不确定度，如最佳选取量针与牙型角的关系利用数学推算可得出。

因为有螺纹升角的影响，我们让量针与牙侧的切点位于中径线上，这样半径引出的线与压型线垂直，运用数学三角函数公式可以推导出最佳量针直径计算公式 ⑤：

· · · ·⑤

3 结语

精密外螺纹单一中径中径测量的最基本方法之一就包含三针基接触法。其测量螺纹方法可靠，操作相对比较简单实用，本文介绍了测量普通外螺纹单一中径方法及原理，三针法可以测量多种类型外螺纹中径，比如BS/PT英制惠氏螺纹、G管螺纹（ =55°）、 UNF美制螺纹、Tr梯形螺纹（ =30°）等。在测量其它类型外螺纹中径时，只要按照本文中介绍的方法步骤记录计算即可获得实验数据。

参考文献：

1^] JJF 1345-2012 圆柱螺纹量规校准规范[S].中国计量科学研究院.

2^] 刘盼.基于螺纹综合扫描仪的螺纹参数测量方法研究.[J]

3^[] 宫美望 李岩 王召孟.螺纹中径测量时最佳测针或测球直径的判据分析.[J]

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