CN114459318B - 一种大直径内螺纹中径测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种大直径内螺纹中径测量装置，包括球头测砧、微分测头、锁紧螺钉和若干接长杆；微分测头和球头测砧之间通过若干接长杆螺纹连接，微分测头前端的测微螺杆端部设置为球头；与微分测头后端连接的接长杆上设置有锁紧螺钉，锁紧螺钉将微分测头锁紧在接长杆端部。本发明操作简单方便，便于测量人员接收和使用；球头测砧与微分测头的配合，测量方法采用测量时多次取平均值的方法，使实际测量值与待测螺纹的真实值更接近，测量值更可靠，大大提高了测量精度；整体结构简单、制造成本低廉，操作简便、测量精度高、提高测量效率，便于在各类机械加工企业中广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及螺纹测量技术领域，特别涉及一种大直径内螺纹中径测量装置及方法。
背景技术
螺纹作为机械联接中最常用的紧固零件,螺纹的检测是螺纹零件生产过程中的重要环节；目前，生产车间常用的内螺纹测量方法有：一是综合测量法是按照泰勒原则，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，适合车间生产条件下成批的生产测量，在螺纹检测中占主导地位。但该测量方法只能判断螺纹是否合格，而不能给出具体的螺纹几何参数值，并且该测量方法通常应用于小直径螺纹，大直径螺纹的量规的设计制造和使用都比较困难，影响螺纹的测量；二是采用螺纹牙形样板测量，该方法依靠透光度来判断螺纹牙形及内径尺寸，测量精度非常低，误差大，并且为内外螺纹配加工方式将导致加工效率非常低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大直径内螺纹中径测量装置及方法，操作简单，测量效率高，特别适合大直径外螺纹生产中的精密高效测量。
本发明所采用的技术方案是：
一种大直径内螺纹中径测量装置，包括球头测砧、微分测头、锁紧螺钉和若干接长杆；
所述球头测砧一端设置有球形测量头，另一端设置外螺纹连接部；接长杆一端设置内螺纹孔，另一端设置外螺纹连接部，微分测头和球头测砧之间通过若干接长杆螺纹连接，微分测头前端的测微螺杆端部设置为球头；与微分测头后端连接的接长杆上设置有锁紧螺钉，锁紧螺钉将微分测头锁紧在接长杆端部。
具体的，所述的锁紧螺钉、球头测砧、微分测头和接长杆外缘上均设置有滚花；便于螺纹连接拧动。
具体的，所述的球头测砧采用硬质合金。
具体的，所述的若干接长杆设置多个不同的长度。
一种大直径内螺纹中径测量方法；具体步骤为：
步骤一：根据待测大直径内螺纹螺距P和牙型角α，代入选取球形测量头的球头半径SR的球头测砧；
步骤二：根据待测的大直径内螺纹相关尺寸以及球头测砧球头半径 SR，通过计算预估出待测大直径内螺纹的测量值M；具体计算方法为：
M＝D3+X＝D3/2+D2/2+AB
AB＝AK-BK＝AK-(OK-OB)
在三角形AFK中，
在三角形OCK中，
又因为，OB＝OC＝SR
因此，
化简
将公制三角形螺纹的牙型角α带入式(1)中计算得M值；
其中：O点为测量球头中心点，A点为内螺纹中径D2线与微分测头轴线的交点，B点为球形测量头圆线与微分测头轴线的交点，C点为球形测量头与螺纹牙侧相切的切点，F为内螺纹中径D2线与螺纹牙侧相交的交点，D3为内螺纹小径；
步骤三：根据步骤二中计算预估的待测螺纹的测量M值，选取满足大直径内螺纹测量范围的接长杆及微分测头；
步骤四：将选定的球头测砧和微分测头与相应长度的若干接长杆通过螺纹连接，组装后总长度L接近M值，比M值小，与M值的差值小于微分测头测量范围；利用外径千分尺校对连接后的大直径内螺纹测量装置的长度尺寸，校对时微分测头的微分筒在“零”位并用锁紧螺钉锁定，校对测量3次以上，取L平均数并记录，完成大直径内螺纹测量装置的校对；
步骤五：将大直径内螺纹测量装置置于待检测内螺纹之间，球头测砧的球形测量头置于内螺纹牙槽内，与螺纹牙槽两侧面相切，在接长杆另一端，调整微分测头伸出长度，使测微螺杆的球头与被测大直径内螺纹小径圆柱面相切接触，将拧紧螺钉拧紧将微分测头固定；读取微分测头上刻度，测量出的M测值为校对尺寸L加上微分测头读数；
步骤六：将球头测砧沿牙槽螺旋每转动90°重复步骤五得到一次M测值，重复i次，其中i为自然数，获得i+1个测量M测值；
步骤七：将步骤六的数据通过以下关系式计算获得平均值MX：
步骤八：通过计算获得该待大直径内螺纹中径实际测量值D2测：
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明操作简单方便，便于测量人员接收和使用；球头测砧与微分测头的配合，测量方法采用测量时多次取平均值的方法，使实际测量值与待测螺纹的真实值更接近，测量值更可靠，大大提高了测量精度；整体结构简单、制造成本低廉，操作简便、测量精度高、提高测量效率，便于在各类机械加工企业中广泛应用。
附图说明
图1是本发明在使用时的整体示意图。
图2是本发明步骤二中估算原理示意图。
图3是本发明的测量装置的整体示意图。
图4是本发明的球头测砧的示意图。
图5是本发明的接长杆的示意图。
图中：1-球头测砧，2-微分测头，21-微分筒，3-锁紧螺钉，4-接长杆， 5-待测大直径内螺纹。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步解释说明，不能以此限定本发明的保护范围，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
结合附图1-5的一种大直径内螺纹中径测量装置，包括球头测砧1、微分测头2、锁紧螺钉3和若干接长杆4。
球头测砧1一端设置有球形测量头，球头测砧1采用硬质合金，另一端设置外螺纹连接部；接长杆4一端设置内螺纹孔，另一端设置外螺纹连接部，微分测头2和球头测砧1之间通过若干接长杆4螺纹连接，若干接长杆4设置多个不同的长度，微分测头2前端的测微螺杆端部设置为球头；与微分测头2后端连接的接长杆4上设置有锁紧螺钉3，锁紧螺钉3将微分测头2锁紧在接长杆4端部。
优选的，锁紧螺钉3、球头测砧1、微分测头2和接长杆4外缘上均设置有滚花；便于螺纹连接拧动。
一种大直径内螺纹中径测量方法；具体步骤为：
步骤一：根据待测大直径内螺纹5螺距P和牙型角α，代入选取球形测量头的球头半径SR的球头测砧1。
步骤二：根据待测大直径内螺纹5相关尺寸以及球头测砧1球头半径SR，通过计算预估出待测螺纹的测量值M；具体计算方法为：
M＝D3+X＝D3/2+D2/2+AB
AB＝AK-BK＝AK-(OK-OB)
在三角形AFK中，
在三角形OCK中，
又因为，OB＝OC＝SR
因此，
化简
将公制三角形螺纹的牙型角α带入式(1)中计算得M值；
其中：O点为测量球头中心点，A点为内螺纹中径D2线与微分测头 2轴线的交点，B点为球形测量头圆线与微分测头2轴线的交点，C点为球形测量头与螺纹牙侧相切的切点，F为内螺纹中径D2线与螺纹牙侧相交的交点，D3为内螺纹小径。
步骤三：根据步骤二中计算预估的待测大直径内螺纹5的测量M值，选取满足大直径内螺纹测量范围的接长杆4及微分测头2。
步骤四：将选定的球头测砧1和微分测头2与相应长度的若干接长杆4通过螺纹连接，组装后总长度L接近M值，比M值小，与M值的差值小于微分测头2测量范围；利用外径千分尺校对连接后的大直径内螺纹测量装置的长度尺寸，校对时微分测头2的微分筒21在“零”位并用锁紧螺钉3锁定，校对测量3次以上，取L平均数并记录，完成大直径内螺纹测量装置的校对。
步骤五：将大直径内螺纹测量装置置于待检测内螺纹之间，球头测砧1的球形测量头置于内螺纹牙槽内，与螺纹牙槽两侧面相切，在接长杆4另一端，调整微分测头2伸出长度，使测微螺杆的球头与被测大直径内螺纹小径圆柱面相切接触，将拧紧螺钉拧紧将微分测头2固定；读取微分测头2上刻度，测量出的M测值为校对尺寸L加上微分测头2读数。
步骤六：将球头测砧1沿牙槽螺旋每转动90°重复步骤五得到一次 M测值，重复i次，其中i为自然数，获得i+1个测量M测值。
步骤七：将步骤六的数据通过以下关系式计算获得平均值MX：
步骤八：通过计算获得该待测大直径内螺纹5中径实际测量值D2测：
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (4)
1.一种大直径内螺纹中径测量装置的测量方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一：根据待测大直径内螺纹螺距P和牙型角α，代入选取球形测量头的球头半径SR的球头测砧；
步骤二：根据待测的大直径内螺纹相关尺寸以及球头测砧球头半径SR，通过计算预估出待测大直径内螺纹的测量值M；具体计算方法为：
M＝D3+X＝D3/2+D2/2+AB
AB＝AK-BK＝AK-(OK-OB)
在三角形AFK中，
在三角形OCK中，
又因为，OB＝OC＝SR
因此，
化简
将公制三角形螺纹的牙型角α带入式(1)中计算得M值；
其中：O点为测量球头中心点，A点为内螺纹中径D2线与微分测头轴线的交点，B点为球形测量头圆线与微分测头轴线的交点，C点为球形测量头与螺纹牙侧相切的切点，F为内螺纹中径D2线与螺纹牙侧相交的交点，D3为内螺纹小径；
步骤三：根据步骤二中计算预估的待测螺纹的测量M值，选取满足大直径内螺纹测量范围的接长杆及微分测头；
步骤四：将选定的球头测砧和微分测头与相应长度的若干接长杆通过螺纹连接，组装后总长度L接近M值，比M值小，与M值的差值小于微分测头测量范围；利用外径千分尺校对连接后的大直径内螺纹测量装置的长度尺寸，校对时微分测头的微分筒在“零”位并用锁紧螺钉锁定，校对测量3次以上，取L平均数并记录，完成大直径内螺纹测量装置的校对；
步骤五：将大直径内螺纹测量装置置于待检测内螺纹之间，球头测砧的球形测量头置于内螺纹牙槽内，与螺纹牙槽两侧面相切，在接长杆另一端，调整微分测头伸出长度，使测微螺杆的球头与被测大直径内螺纹小径圆柱面相切接触，将拧紧螺钉拧紧将微分测头固定；读取微分测头上刻度，测量出的M测值为校对尺寸L加上微分测头读数；
步骤六：将球头测砧沿牙槽螺旋每转动90°重复步骤五得到一次M测值，重复i次，其中i为自然数，获得i+1个测量M测值；
步骤七：将步骤六的数据通过以下关系式计算获得平均值MX：
步骤八：通过计算获得该待测大直径内螺纹中径实际测量值D2测：
所述大直径内螺纹中径测量装置包括球头测砧、微分测头、锁紧螺钉和若干接长杆；
所述球头测砧一端设置有球形测量头，另一端设置外螺纹连接部；接长杆一端设置内螺纹孔，另一端设置外螺纹连接部，微分测头和球头测砧之间通过若干接长杆螺纹连接，微分测头前端的测微螺杆端部设置为球头；与微分测头后端连接的接长杆上设置有锁紧螺钉，锁紧螺钉将微分测头锁紧在接长杆端部。
2.根据权利要求1所述的大直径内螺纹中径测量装置的测量方法，其特征在于：所述的锁紧螺钉、球头测砧、微分测头和接长杆外缘上均设置有滚花。
3.根据权利要求1所述的大直径内螺纹中径测量装置的测量方法，其特征在于：所述的球头测砧采用硬质合金。
4.根据权利要求1所述的大直径内螺纹中径测量装置的测量方法，其特征在于：所述的若干接长杆设置多个不同的长度。
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