測梯形螺紋時顯微鏡Ｚ向立柱偏擺的研究

【摘要】對測量螺紋中工具顯微鏡Z向立柱偏擺螺旋角進行了理論上的說明，揭示了在測梯形螺紋時不同于三角螺紋的特點，即Z向立柱不偏擺角度即可進行螺紋中徑的測量

【關(guān)鍵詞】梯形螺紋；工具顯微鏡；立柱偏擺；三針法測量；螺紋中徑

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)04-0231-01

1顯微鏡測量中的平面

1.1工作臺平面或X-Y平面工作臺平面為水平平面，它是顯微鏡默認的投影平面，即X-Y平面。一般在測量時，只需把實物放在工作臺上，然后通過Z向的目鏡，觀察實物在X-Y上的投影平面并進行要素測量就可以了。當然對于加工有中心孔的軸類，也可以通過頂尖裝夾的方法進行投影測量。

1.2投影平面投影平面是顯微鏡的觀測平面。一般的投影平面即為X-Y平面。如果進行螺紋測量，考慮到螺紋投影會引起牙形母線的干涉現(xiàn)象，影響到螺紋的正確測量，故需要將觀測目鏡的Z向立柱進行偏轉(zhuǎn)一個螺旋角的角度。這樣螺紋的法平面即為目鏡觀測的投影平面，與X-Y平面的夾角為螺旋角的大小。

1.3移動平面工具顯微鏡雖然可以選擇不同的投影平面，但工件在滑臺上的移動以及刻度尺的讀數(shù)，始終是沿著水平x方向和豎直y方向的。即移動平面為水平坐標X-Y平面。

2工具顯微鏡Z向立柱偏轉(zhuǎn)在測量三角螺紋中的應(yīng)用

①測量螺紋螺距；②測量螺紋中徑；③測量螺紋牙形角。

3在測梯形螺紋時工具顯微鏡的偏轉(zhuǎn)問題

3.1采用Z軸立柱偏擺螺旋角的方法進行測量實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在正反偏轉(zhuǎn)Z向立柱時，顯微鏡里的米字線并不能兩次都與螺紋的母線相切。當顯微鏡正向偏轉(zhuǎn)角度時，米字線與螺紋母線相切，當顯微鏡反向偏轉(zhuǎn)角度時，米字線并不能對齊螺紋直徑對邊的牙形母線，米字線處于直徑對邊的牙槽中，米字線的交點沒有落在直徑對邊的牙形母線上，最終導(dǎo)致無法讀數(shù)。

3.2不偏轉(zhuǎn)Z向立柱進行測量工具顯微鏡的Z向立柱不偏轉(zhuǎn)，對螺紋進行觀測，可以用米字線分別與螺紋直徑兩邊的牙形輪廓相切，讀出兩次數(shù)值。將兩次數(shù)值求差，即可求得前后移動的距離。

3.3驗證測量結(jié)論①理論說明：螺紋中徑的定義是在軸截面上測得的牙槽和牙厚寬度相等的假象的圓柱體直徑的大小。若Z軸立柱不偏轉(zhuǎn)，則投影平面即為軸截面，理論上滿足測量要求。②實際驗證：取螺距P=6mm，牙形角α=30°的梯形螺紋進行測量。通過工具顯微鏡影像法測得梯形螺紋中徑。取上牙槽的右側(cè)用米字線對齊進行影像觀測，再移到直徑對邊用米字線對齊進行影像觀測，分兩次測量，測量結(jié)果為：y₁=36.346，y₂=71.692；y₃=36.188，y₄=71.544，中徑d₂=(|y₁-y₂|+|y₃-y₄|)/2=35.351mm，若取上面牙槽的左側(cè)進行測量，測量結(jié)果為y₁=36.467，y₂=72.042；y₃=36.350，y₄=71.947，中徑d₂=(|y₁-y₂|+|y₃-y₄|)/2=35.586mm。通過三針法進行測量：①根據(jù)計算公式，求得量針的直徑d₀=3.1mm；②將三針放入螺紋的牙槽中，測得M=39.20mm，根據(jù)三針法測量中徑的計算公式， 得到梯形螺紋中徑d₂=35.319mm；③測量的結(jié)果比較：取上牙槽的右側(cè)和下牙槽的左側(cè)為基準，用顯微鏡影像法測量的中徑d₂=35.351mm，三針法測得中徑d₂=35.319mm，兩次測得的差值為35.351-35.319=0.032mm。由于測量本身的觀測誤差以及接觸測量中松緊的程度不同產(chǎn)生0.03~0.04mm的差值是正常的。而若取上牙槽的左側(cè)和下牙槽的右側(cè)為基準，用顯微鏡測得中徑d₂=35.586mm，則與三針法比較的差值為35.586-35.319=0.267mm，差值較大，說明存在很大的測量誤差。

4結(jié)論

①用顯微鏡測量時，測量原則就是使投影平面在測量平面上。測量螺紋時，采用顯微鏡的Z向立柱偏擺就是為了使投影平面在螺紋的法平面上，這樣可以方便觀測牙形角度，以及螺紋螺距。②梯形螺紋由于螺距和螺旋角較大，顯微鏡測量螺紋中徑時不需要進行Z向立柱偏擺，但要選擇合理的牙側(cè)進行測量。

參考文獻

[1]陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ).高等教育出版社.2007(3):77-79.

[2]管伯良.機械基礎(chǔ)實驗.東華大學(xué)出版社.2005(1):186-192.