螺纹测量方法综述

王艳 周建伟

摘 要：螺纹在很多领域都有着广泛的应用，用极限螺纹量规对螺纹进行综合检验只能验证其是否合格，但并不能测量出其各项参数的具体值，本文详细的介绍了螺纹测量中经常会使用到的方法并对其优缺点进行了分析，比较全面的阐述了螺纹的测量手段。

关键词：螺纹;测量;螺纹检测

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

螺纹是人类最早发明的6种简单机械之一，由于其具有易装配、易拆卸的优越性，被广泛应用到航天、机械制造等多个领域。螺纹作为机械联接中最常用的紧固零件，许多精密零件和运动结构都需要通过它来联接，这就要求螺纹之间的尺寸配合有足够的精确度，普通工作螺纹的检测主要是采用综合检验的方法，即是用极限螺纹量规进行校验，但此种方法只能反映螺纹的使用性能，验证其合格性，适合车间生产条件下成批的生产测量，并不能测量出其各项参数的具体值。本文结合螺纹的测量方法及其优缺点，对螺纹的测量进行简单的论述。

1 螺纹的常用术语和定义

（1）作用中径：在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径，其实质是在螺纹配合中起实际作用的中径。

（2）螺距：相鄰两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

（3）牙型角：在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。

2 螺纹的测量方法

随着制造业的不断发展，对螺纹的检测要求也日益提高，从早期只注重功能检测，到对准确度、可靠性都提出进一步要求，美国率先制定了螺纹检测标准ASMEB1.3-2007，美国航空标准委员会修订了关于螺纹合格性检测的两项军用标准，我国也在军用标准GJB3.2～3.5中对航天工业用螺纹进行了规定，所以螺纹的精度受到越来越多的关注，而研究并发展螺纹的检测方法是确保其精度的重要课题。目前，螺纹检测中常用的几种方法有以下几种：

2.1 影像测量法

影像测量法主要适用于外螺纹的中径，螺距，牙型角的测量，将要被测的螺纹规固定在万能工具显微镜的顶针上，调节镜头焦距，使显微镜视野中出现清晰的螺纹齿形，然后对各参数进行测量。

（1）中径测量：将目镜视场中的米字线调清晰并将其中心与螺纹牙型轮廓相切，采集此时的读数值，固定横向工作台，移动纵向立柱，使米字线与螺纹对面的另一个牙型轮廓边缘相切，采取读数值，计算两点间的中心距，即为螺纹的中径值，为了提高测量的准确性，可多测几个牙型，取其平均值。

（2）螺距测量：使米字线中心与螺纹牙型边缘相切，固定纵向工作台，移动横向工作台，使米字线中心与相邻牙型边缘相切，计算两次读数的中心距即为螺距值。

（3）牙型角测量：使用万能工具显微镜中角度计算功能，螺纹牙型两边直线夹角角度即为牙型角。

影像测量法测量过程易受到CCD像素的制约，容易造成成像边缘畸变，偏差等测量误差，且对螺纹表面的光洁度，磨损度要求都比较高，只能检测外螺纹，并且这种光学测量方法很难实现精确测量。

2.2 测长仪

传统的测长仪测量螺纹量规是采用三针法，根据螺纹的型号，通过螺距及牙型半角计算出三针直径的大小，在测头上装上相应大小的三针测针，调节仪器，使测针与螺纹的中径接触，通过计算机软件计算出中径。

高精度光栅测长机根据螺纹量规不同的类型可以选择不同的测帽对其中径进行直接测量，同时计算机软件程序还可以实时修正牙型角偏差，测力偏差，环境温度等造成的误差，提高其测量精度，相比影像法测量，手段及精度都有了较大的提升。

2.3 螺纹测量机

影像法、三针法等传统的测量方法对于螺纹中径等单一参数的检测过程复杂、效率低，螺纹测量机可以实现对各种类型的螺纹量规的多参数直接测量，与上述传统的方法相比具有极大的优点和可行性，其颠覆了传统的螺纹检测方法，突破性地解决了螺纹参数的检测方法，能够比较真实的反映螺纹的各项参数指标，该仪器主要是通过高精度气浮装置驱动测针，扫描被测螺纹量规，使用光栅测量系统记录X轴和Z轴的坐标变化，由计算机程序软件，根据选定的螺纹参照标准，计算出螺纹的大径、小径、中径等各种参数，其测量精度高，速度快，可以快捷的测量内螺纹和小螺纹，其测量方法易操作，且准确度高，效率高，是目前螺纹综合参数测量的发展趋势。

2.4 三坐标

三坐标测量机作为一种新兴的测量方法，其测量的准确性也得到了广泛的认可，目前也得以不断地推广和应用，相关研究也论证了使用三坐标来测量螺纹量规的可行性，尤其是大尺寸螺纹量规，传统的测量方法已经无法满足其测量要求，而三坐标测量可以解决大尺寸螺纹量规无法检测的困难。

综上所述，螺纹的测量方法多样，在测量过程中应根据螺纹的类型、精度要求采取适合的测量方法，实现对螺纹各参数的精准测量。目前，国内外许多学者也致力于螺纹新检测领域的研究，不断提高螺纹的检测水平，以更好的为螺纹制造质量打好基础，提供动力。

参考文献：

[1]黄云清.公差配合与测量技术[M].机械工业出版社，2001.

[2]何燕侠.浅析螺纹的几种测量方法[J].汽车实用技术，2016.