淺談普通螺紋的檢測

譚斌

摘 要：螺紋檢測問題是一直困擾世界機械工業的一大難題。特別是在中國市場經濟管理體系還不完善和小企業數量多的情況下，螺紋檢測問題就顯得更加突出，它是阻礙我國機械行業質量提高的一大瓶頸。

關鍵詞：螺紋；螺紋檢測；檢測方法

傳統的螺紋檢測方法分為兩類：一類是綜合檢測法；另一類是單項檢測法。

綜合檢驗法是按照泰勒包容原則，采用通端螺紋量規檢驗螺紋制件的可旋合性，用止端螺紋量規檢驗中徑單項的制造偏差，這樣的檢測方法統稱綜合檢驗，其主要反映螺紋使用性能的檢驗，又稱功能檢驗。

通端螺紋塞規用來控制內螺紋作用中徑（包括中徑自身的偏差，螺距誤差及牙型半角誤差的中徑影響量）及大徑最小尺寸；止端螺紋塞規控制內螺紋的最大中徑。

通端螺紋環規用來控制外螺紋作用中徑及小徑最大尺寸；止端螺紋環規控制外螺紋的最小中徑。

綜合檢測法的目的是檢驗合格性，適合車間生產條件下成批的生產測量，檢測效率高，在螺紋檢測中有主導地位。但人為因素影響較大，量規的質量不易控制，經常出現爭議的工作規判定，只能判斷是否合格，而不能給出具體的螺紋幾何參數值，且規格種類繁多，檢測精度不高，只適合于一般精度螺紋制件的檢驗。

單項參數檢測法是指用計量工具或儀器對螺紋的每個參數進行獨立測量。通過對各參數誤差的分析，以進一步控制螺紋的參數指標，故又稱為分析檢測。其主要特點是對每一參數都可以定量得出結果，從而為分析各項工藝因素造成的螺紋質量問題提供基礎，并對各參數本身的制造偏差在綜合誤差中所占的比重提供較確切的數據。常用的單項參數檢測方法有量針法、雙球法、影像法等，目前存在如下問題：

（1）使用萬能工具顯微鏡測量塞規的螺紋、牙側角比較麻煩，熟練的操作員都需要一二十分鐘，而且精度不高，所以很多計量部門只測單一中徑。

（2）而環規的螺距、牙側角一般無法測量。

（3）測外螺紋單一中徑使用的量針，要進行嚴格的入庫和周期檢定，并給出修正量。而量球則沒有這些檢定，當然無修正量，對測量結果影響很大的球度誤差更未有效控制。

（4）量球數量少，經常不能找到最佳球徑。

（5）測量單一中徑沒有對螺距、牙側角誤差進行補償，測量結果中包含有顯著的系統誤差。

綜合檢測法和傳統的單項參數檢測法在驗收螺紋環規時經常存在爭議：

（1）出廠合格檢驗和用戶驗收使用的校對塞規不同，兩付校對塞規都是合格的，但檢測結果不一致。

（2）出廠合格檢驗使用校對塞規，用戶采用檢測單一中徑的方式進行驗收，由于檢測方法不一致而產生爭議。

針對傳統檢測方法對于螺紋中徑等單一參數的檢測過程復雜、效率低、勞動強度大、人為影響大、數據不客觀等缺點和不足，以及國外螺紋綜合測量儀價格昂貴等因素，在2012年左右國內螺紋機廠家推出高性能重大產品——螺紋綜合測量機。

該產品采用進口高精度光柵測量系統、高精密氣浮軸承驅動系統、進口伺服電機控制系統、高性能計算機控制系統及超大容量存儲器技術，實現螺紋綜合參數的全自動、高精度測量。通過高精密氣浮軸承系統驅動測針與被測螺紋接觸掃描（如圖4示意圖所示），采用進口高精度光柵測量系統記錄接觸掃描過程中水平和垂直方向的坐標，由計算機將二維記錄數據進行合成，按螺紋參數的相關定義進行分析，計算獲得螺紋的各種參數。具有精度高、使用方便、功能強等優點，一次裝夾，能夠全自動檢測圓柱螺紋塞規、圓柱螺紋環規、錐螺紋塞規、錐螺紋環規、光面環規、光面塞規等各種內外尺寸量規的作用中徑、單一中徑、大徑、小徑、螺距、牙型角、牙型半角、牙側直線度、錐度等參數的測量。

圖4 接觸式測量外螺紋圖示

螺紋綜合測量機具有如下優點：

（1）人為影響小，快速夾具，無須找拐點，檢測過程全自動，無須人工調節，不同操作者測量結果一致性好；

（2）測力自動補償，根據實際牙型計算實際中徑、單一中徑，牙側角、螺距誤差自動補償，測量精度高。

螺紋綜合測量機具有操作方法簡單、精度高、效率高、綜合成本低等優點，是目前螺紋綜合參數測量的最好方案，非常適合各等級螺紋量規的測量。