浅谈普通螺纹的检测

谭斌

摘 要：螺纹检测问题是一直困扰世界机械工业的一大难题。特别是在中国市场经济管理体系还不完善和小企业数量多的情况下，螺纹检测问题就显得更加突出，它是阻碍我国机械行业质量提高的一大瓶颈。

关键词：螺纹；螺纹检测；检测方法

传统的螺纹检测方法分为两类：一类是综合检测法；另一类是单项检测法。

綜合检验法是按照泰勒包容原则，采用通端螺纹量规检验螺纹制件的可旋合性，用止端螺纹量规检验中径单项的制造偏差，这样的检测方法统称综合检验，其主要反映螺纹使用性能的检验，又称功能检验。

通端螺纹塞规用来控制内螺纹作用中径（包括中径自身的偏差，螺距误差及牙型半角误差的中径影响量）及大径最小尺寸；止端螺纹塞规控制内螺纹的最大中径。

通端螺纹环规用来控制外螺纹作用中径及小径最大尺寸；止端螺纹环规控制外螺纹的最小中径。

综合检测法的目的是检验合格性，适合车间生产条件下成批的生产测量，检测效率高，在螺纹检测中有主导地位。但人为因素影响较大，量规的质量不易控制，经常出现争议的工作规判定，只能判断是否合格，而不能给出具体的螺纹几何参数值，且规格种类繁多，检测精度不高，只适合于一般精度螺纹制件的检验。

单项参数检测法是指用计量工具或仪器对螺纹的每个参数进行独立测量。通过对各参数误差的分析，以进一步控制螺纹的参数指标，故又称为分析检测。其主要特点是对每一参数都可以定量得出结果，从而为分析各项工艺因素造成的螺纹质量问题提供基础，并对各参数本身的制造偏差在综合误差中所占的比重提供较确切的数据。常用的单项参数检测方法有量针法、双球法、影像法等，目前存在如下问题：

（1）使用万能工具显微镜测量塞规的螺纹、牙侧角比较麻烦，熟练的操作员都需要一二十分钟，而且精度不高，所以很多计量部门只测单一中径。

（2）而环规的螺距、牙侧角一般无法测量。

（3）测外螺纹单一中径使用的量针，要进行严格的入库和周期检定，并给出修正量。而量球则没有这些检定，当然无修正量，对测量结果影响很大的球度误差更未有效控制。

（4）量球数量少，经常不能找到最佳球径。

（5）测量单一中径没有对螺距、牙侧角误差进行补偿，测量结果中包含有显著的系统误差。

综合检测法和传统的单项参数检测法在验收螺纹环规时经常存在争议：

（1）出厂合格检验和用户验收使用的校对塞规不同，两付校对塞规都是合格的，但检测结果不一致。

（2）出厂合格检验使用校对塞规，用户采用检测单一中径的方式进行验收，由于检测方法不一致而产生争议。

针对传统检测方法对于螺纹中径等单一参数的检测过程复杂、效率低、劳动强度大、人为影响大、数据不客观等缺点和不足，以及国外螺纹综合测量仪价格昂贵等因素，在2012年左右国内螺纹机厂家推出高性能重大产品——螺纹综合测量机。

该产品采用进口高精度光栅测量系统、高精密气浮轴承驱动系统、进口伺服电机控制系统、高性能计算机控制系统及超大容量存储器技术，实现螺纹综合参数的全自动、高精度测量。通过高精密气浮轴承系统驱动测针与被测螺纹接触扫描（如图4示意图所示），采用进口高精度光栅测量系统记录接触扫描过程中水平和垂直方向的坐标，由计算机将二维记录数据进行合成，按螺纹参数的相关定义进行分析，计算获得螺纹的各种参数。具有精度高、使用方便、功能强等优点，一次装夹，能够全自动检测圆柱螺纹塞规、圆柱螺纹环规、锥螺纹塞规、锥螺纹环规、光面环规、光面塞规等各种内外尺寸量规的作用中径、单一中径、大径、小径、螺距、牙型角、牙型半角、牙侧直线度、锥度等参数的测量。

图4 接触式测量外螺纹图示

螺纹综合测量机具有如下优点：

（1）人为影响小，快速夹具，无须找拐点，检测过程全自动，无须人工调节，不同操作者测量结果一致性好；

（2）测力自动补偿，根据实际牙型计算实际中径、单一中径，牙侧角、螺距误差自动补偿，测量精度高。

螺纹综合测量机具有操作方法简单、精度高、效率高、综合成本低等优点，是目前螺纹综合参数测量的最好方案，非常适合各等级螺纹量规的测量。