螺紋測量方法綜述

王艷 周建偉

摘 要：螺紋在很多領域都有著廣泛的應用，用極限螺紋量規對螺紋進行綜合檢驗只能驗證其是否合格，但并不能測量出其各項參數的具體值，本文詳細的介紹了螺紋測量中經常會使用到的方法并對其優缺點進行了分析，比較全面的闡述了螺紋的測量手段。

關鍵詞：螺紋;測量;螺紋檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.055

螺紋是人類最早發明的6種簡單機械之一，由于其具有易裝配、易拆卸的優越性，被廣泛應用到航天、機械制造等多個領域。螺紋作為機械聯接中最常用的緊固零件，許多精密零件和運動結構都需要通過它來聯接，這就要求螺紋之間的尺寸配合有足夠的精確度，普通工作螺紋的檢測主要是采用綜合檢驗的方法，即是用極限螺紋量規進行校驗，但此種方法只能反映螺紋的使用性能，驗證其合格性，適合車間生產條件下成批的生產測量，并不能測量出其各項參數的具體值。本文結合螺紋的測量方法及其優缺點，對螺紋的測量進行簡單的論述。

1 螺紋的常用術語和定義

（1）作用中徑：在規定的旋合長度內，恰好包容實際螺紋的一個假想螺紋的中徑，其實質是在螺紋配合中起實際作用的中徑。

（2）螺距：相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。

（3）牙型角：在螺紋牙型上，相鄰兩牙側間的夾角。

2 螺紋的測量方法

隨著制造業的不斷發展，對螺紋的檢測要求也日益提高，從早期只注重功能檢測，到對準確度、可靠性都提出進一步要求，美國率先制定了螺紋檢測標準ASMEB1.3-2007，美國航空標準委員會修訂了關于螺紋合格性檢測的兩項軍用標準，我國也在軍用標準GJB3.2～3.5中對航天工業用螺紋進行了規定，所以螺紋的精度受到越來越多的關注，而研究并發展螺紋的檢測方法是確保其精度的重要課題。目前，螺紋檢測中常用的幾種方法有以下幾種：

2.1 影像測量法

影像測量法主要適用于外螺紋的中徑，螺距，牙型角的測量，將要被測的螺紋規固定在萬能工具顯微鏡的頂針上，調節鏡頭焦距，使顯微鏡視野中出現清晰的螺紋齒形，然后對各參數進行測量。

（1）中徑測量：將目鏡視場中的米字線調清晰并將其中心與螺紋牙型輪廓相切，采集此時的讀數值，固定橫向工作臺，移動縱向立柱，使米字線與螺紋對面的另一個牙型輪廓邊緣相切，采取讀數值，計算兩點間的中心距，即為螺紋的中徑值，為了提高測量的準確性，可多測幾個牙型，取其平均值。

（2）螺距測量：使米字線中心與螺紋牙型邊緣相切，固定縱向工作臺，移動橫向工作臺，使米字線中心與相鄰牙型邊緣相切，計算兩次讀數的中心距即為螺距值。

（3）牙型角測量：使用萬能工具顯微鏡中角度計算功能，螺紋牙型兩邊直線夾角角度即為牙型角。

影像測量法測量過程易受到CCD像素的制約，容易造成成像邊緣畸變，偏差等測量誤差，且對螺紋表面的光潔度，磨損度要求都比較高，只能檢測外螺紋，并且這種光學測量方法很難實現精確測量。

2.2 測長儀

傳統的測長儀測量螺紋量規是采用三針法，根據螺紋的型號，通過螺距及牙型半角計算出三針直徑的大小，在測頭上裝上相應大小的三針測針，調節儀器，使測針與螺紋的中徑接觸，通過計算機軟件計算出中徑。

高精度光柵測長機根據螺紋量規不同的類型可以選擇不同的測帽對其中徑進行直接測量，同時計算機軟件程序還可以實時修正牙型角偏差，測力偏差，環境溫度等造成的誤差，提高其測量精度，相比影像法測量，手段及精度都有了較大的提升。

2.3 螺紋測量機

影像法、三針法等傳統的測量方法對于螺紋中徑等單一參數的檢測過程復雜、效率低，螺紋測量機可以實現對各種類型的螺紋量規的多參數直接測量，與上述傳統的方法相比具有極大的優點和可行性，其顛覆了傳統的螺紋檢測方法，突破性地解決了螺紋參數的檢測方法，能夠比較真實的反映螺紋的各項參數指標，該儀器主要是通過高精度氣浮裝置驅動測針，掃描被測螺紋量規，使用光柵測量系統記錄X軸和Z軸的坐標變化，由計算機程序軟件，根據選定的螺紋參照標準，計算出螺紋的大徑、小徑、中徑等各種參數，其測量精度高，速度快，可以快捷的測量內螺紋和小螺紋，其測量方法易操作，且準確度高，效率高，是目前螺紋綜合參數測量的發展趨勢。

2.4 三坐標

三坐標測量機作為一種新興的測量方法，其測量的準確性也得到了廣泛的認可，目前也得以不斷地推廣和應用，相關研究也論證了使用三坐標來測量螺紋量規的可行性，尤其是大尺寸螺紋量規，傳統的測量方法已經無法滿足其測量要求，而三坐標測量可以解決大尺寸螺紋量規無法檢測的困難。

綜上所述，螺紋的測量方法多樣，在測量過程中應根據螺紋的類型、精度要求采取適合的測量方法，實現對螺紋各參數的精準測量。目前，國內外許多學者也致力于螺紋新檢測領域的研究，不斷提高螺紋的檢測水平，以更好的為螺紋制造質量打好基礎，提供動力。

參考文獻：

[1]黃云清.公差配合與測量技術[M].機械工業出版社，2001.

[2]何燕俠.淺析螺紋的幾種測量方法[J].汽車實用技術，2016.