CN102506689B - 一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于测长仪的高精度螺纹塞规及精密螺纹件的测量装置及测量方法，属于螺纹塞规精密测量领域。该装置基于测长仪，包括测长仪工作台，其特征在于还包括测长仪主测杆，设置在测长仪工作台一侧，主测杆侧面上安装有内测钩，内测钩前端安装双旁向电感测微仪或轴向电感测微仪，双旁向电感测微仪尖端安装有球测头，在测长仪工作台上设置有固定的测试夹具，在内测钩对面设置有固定架，固定架上安装有导轨误差补偿轴向电感测微仪，下方设置有四方棱体，四方棱体安装在二维偏转调节架上；本发明还提供了一种导轨误差补偿装置的调节方法，并在此基础上，分别提出了基于电感测微法的螺纹塞规螺距和中径的测量方法。

Description

一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于螺纹塞规计量领域，特别涉及一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，以及一种基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规中径和螺距的测量方法。

背景技术

螺纹是人类最早发明的机械之一。如今，这种看似古老、普通的标准件依然在工业生产中担当着不可或缺的重要角色。随着工业水平的进步，在石油、船舶、航空等影响国计民生的行业中，对精密螺纹、特殊螺纹的需求不断增加，对螺纹连接的互换性和可靠性的要求也迅速提高。然而，我国的螺纹制造和检测水平依然与国外存在着一定的差距，极大制约着我国在这些行业的国际竞争力。

要实现对螺纹的质量控制，精密的计量测试手段必不可少。在我国螺纹的量值溯源体系中，对于螺纹环塞规及校对规的检测是极其重要的一环。检测螺纹塞规中径的常用方法为三针法，需施加一定的测量力实现检测。此时，测力变形误差,三针斜置误差等成为限制测量精度提高的主要因素。虽然现行圆柱螺纹量规检定规程JJG888-1995中对各种误差都提出了相应的修正方法，但均是根据理论进行修正，对于实际情况的逼近效果难以界定。

现有最高精度的螺纹量规是螺纹校对规，螺纹校对规的中径允差为3-4μm，若要满足其检测要求，检测仪器需要有1μm以内的测量不确定度。这是一直以来国内外都未能解决的问题。目前国内外最高精度的螺纹量规测量仪器为荷兰的探针扫描式的螺纹轮廓测量仪，但检测小螺距以及特殊齿形的螺纹时会受到局限，尤其是锯齿型螺纹。

现行螺纹塞规检定规程中用单一中径代替中径，因此不需检测螺纹塞规的螺距。但作为螺纹的三大要素之一，螺距的高精度测量对于中径的高精度测量至关重要。常用螺距检测方法为基于万能工具显微镜的轴切法。由于万能工具显微镜示值误差较大，瞄准定位的重复性也较差，故无法满足高精度螺距测量的要求。

电感测微法被广泛应用于螺纹环规的中径检测，该方法测力微小，可很大程度上减小测力变形误差；与三针法相比，也可很大程度上减小斜置误差。基于测长仪的检测原理，使用现有螺纹环规中径的电感测微检测方法无法直接检测螺纹塞规的中径，还需要垂直于测量轴线的工作台导轨运动的配合，实现测头的进入和退出。测长仪测量轴线方向的导轨运动及定位精度高，工作台导轨运动及定位精度较低。因此，若要基于测长仪，应用电感测微法对螺纹塞规的中径及螺距进行检测，必然会引入工作台导轨直线度的误差，从而降低检测精度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，以及基于电感测微方法的、带工作台导轨误差补偿的测量方法，可高精度测量螺纹塞规的螺距和中径。

本发明的技术方案如下：

一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，包括测长仪工作台，所述测长仪具有至少两维坐标示值，测长仪工作台采用具有水平和垂直上下运动及绕运动轴线偏转功能的工作台，其特征在于：还包括测长仪主测杆，所述测长仪主测杆设置在测长仪工作台一侧，其面向测长仪工作台的侧面上设置有内测钩，内测钩前端安装双旁向电感测微仪或轴向电感测微仪，双旁向电感测微仪尖端安装有球测头，在测长仪工作台上设置有将待测螺纹塞规横向固定的测试夹具，在测试夹具旁位于测长仪主测杆的内测钩对侧的测长仪工作台上设置有固定架，固定架上安装有导轨误差补偿轴向电感测微仪，在所述导轨误差补偿轴向电感测微仪的测头下方设置有四方棱体，所述四方棱体安装在固定于测长仪上的二维偏转调节架上。

所述测长仪上表面有X向导轨槽，X向为测长仪主测杆的运动方向，所述二维偏转调节架通过设置在测长仪上表面的X向导轨槽上的固定基座安装在测长仪上，所述二维偏转调节架采用具有绕垂直于X向的Y向和垂直地面的Z向偏转功能的调节架。

所述四方棱体的两垂直面之间的夹角的偏差小于0.5”。

所述测长仪主测杆的内测钩采用弓形测量臂。

所述测试夹具由设置在底板上的前端板、后端板、后端板盖板组成，前端板内侧设置有前顶尖，后端板和后端板盖板间有通槽，将后顶尖杆从通槽内穿过，待测螺纹塞规固定在所述前顶尖和后顶尖杆之间。

所述前顶尖和后顶尖杆位于同一轴线上，两者之间的同轴度公差精度等级在4级以上。

进一步，一种采用上述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置进行导轨误差补偿的调节方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1）将轴向电感测微仪通过内测钩安装在测长仪主测杆的测头座上；

2)将四方棱体固定在二维偏转调节架上，并将二维偏转调节架固定在固定基座上；

3)通过调节测长仪主测杆和工作台，使轴向电感测微仪的测头靠在四方棱体的X向侧面上，然后，令其随着测长仪主测杆沿X向运动，根据轴向电感测微仪的示值调节二维偏转调节架的左右偏转旋钮，调节四方棱体X向侧面与测长仪X向导轨平行；

4)将导轨误差补偿轴向电感测微仪通过固定架固定在测长仪工作台上，并使其测头靠在四方棱体的Y向侧面上，调节测长仪工作台沿Z向运动，根据导轨误差补偿电感测微仪的示值调节二维偏转调节架的上下偏转旋钮，调节四方棱体的Y向侧面与测长仪工作台的Z向导轨平行；

5)重复步骤3）和步骤4），直至四方棱体X向侧面与测长仪X向导轨的平行度、以及四方棱体的Y向侧面与测长仪工作台Z向导轨的平行度均在0.5μm以内。

进一步，一种基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规螺距的测量方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1)采用上述的导轨误差补偿的调节方法调整四方棱体，使四方棱体的Y向侧面作为导轨误差补偿的基准面；

2)将基准芯棒装夹在所述测试夹具上，再将测试夹具固定在测长仪工作台上，保证基准芯棒的轴线与测长仪主测杆的轴线基本平行；

3)将轴向电感测微仪通过内测钩安装在测长仪主测杆的测头座上；

4)将轴向电感测微仪的测头分别靠在基准芯棒的上母线和侧母线处，并使测长仪主测杆沿X向反复运动，根据轴向电感测微仪的示数，分别调节测试夹具在测长仪工作台上俯仰和偏转的角度，保证基准芯棒的轴线与测量轴线的平行，然后将测长仪工作台锁紧，并取下基准芯棒，将待测量的螺纹塞规或精密螺纹件装夹在测试夹具上；

5)用双旁向电感测微仪将轴向电感测微仪换下，并将球测头安装在双旁向电感测微仪上，仍保持导轨误差补偿轴向电感测微仪的测头靠在四方棱体的Y向侧面上；

6)调节工作台沿Y向运动，同时调节测长仪主测杆沿X向运动，在被测件的侧面直径位置附近用球测头靠上待测的螺纹牙型；

7)微调测长仪工作台沿Y向运动，同时微调测长仪主测杆沿X向运动，直至球测头完全进入待测螺纹牙型，并接近螺纹中径处，且双旁向电感测微仪的示值在0附近，记录此时测长仪的Y向示值y0，以及导轨误差补偿轴向电感测微仪的示值t1；

8)微调测长仪主测杆沿X向运动，令双旁向电感测微仪的示值回到0，确保球测头与左侧螺纹完全接触，记录测长仪的X向示值x1，然后再反方向微调测长仪主测杆沿X向运动，使球测头与右侧螺纹完全接触，即双旁向电感测微仪示值再次回到0，记录测长仪的X向示值x2；

9)沿Y方向调节工作台，令球测头从螺纹牙型中退出；

10)令测长仪主测杆沿X向运动约一个螺距P的距离，再调节工作台沿Y向运动，令球测头靠上与第一个螺纹牙型同侧的第二个螺纹牙型，再同时微调测长仪主测杆沿X向运动以及工作台沿Y向运动，直至Y向示值回到y0，记录此时导轨误差补偿轴向电感测微仪的示值t2，随后按照步骤8)的方法记录第二个螺纹牙型的左侧和右侧位置示值x3和x4；

11)通过带导轨误差补偿的螺距计算公式P=[（x3-x1）+（x4-x2）]/2+（t2-t1）,得到螺纹塞规的螺距值P；

12)将螺纹塞规绕其轴线的垂线旋转180°，再装夹在测试夹具上，并重复上述步骤6）-11）再次测量；

13)将步骤11)和步骤12)得到的螺距值进行平均，即得到该螺纹塞规的螺距。

进一步，一种基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规中径测量方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

⑴采用上述的导轨误差补偿的调节方法调整四方棱体，利用四方棱体的Y向侧面作为导轨误差补偿的基准面；

⑵将螺纹塞规装夹在所述的测试夹具上，再将测试夹具固定在测长仪工作台上；

⑶按三针法测量螺纹塞规中径的步骤调整测长仪工作台，将测长仪工作台在中径测量位置锁紧，保证螺纹塞规轴线与测量轴线垂直；

⑷将球测头安装在双旁向电感测微仪上，并代替轴向电感测微仪，通过内测钩安装在测长仪主测杆的测头座上，用其作为测量螺纹塞规中径的传感器；

⑸在中径测量过程中保持轴向电感测微仪的测头靠在四方棱体的y向侧面上，并记录每个测量位置处导轨误差补偿轴向电感测微仪的示值ti，其中i＝1、2、3，作为测长仪工作台Y向导轨误差的补偿值；

⑹调节测长仪主测杆沿X向运动，用球测头从侧面靠上并进入要测量的一个螺纹牙型；

⑺微调测长仪工作台沿Y向和Z向运动，根据双旁向电感测微仪示值的拐点位置找到螺纹的直径位置；

⑻微调测长仪主测杆沿X向运动，使双旁向电感测微仪的示值为0，在测长仪上将X向和Y向位置示值x1，y1，作为第一个数据点，同时记录t1；

⑼调节测长仪主测杆沿X向运动，同时调节测长仪工作台沿Y向运动，令球测头从螺纹牙型中退出，并靠近螺纹塞规另一侧的螺纹牙型；

⑽调节测长仪工作台沿Y向运动，到达距离y1约二分之一螺距即P/2的位置，同时调节测长仪主测杆沿X向运动，靠上临近的螺纹牙型；

⑾微调测长仪工作台沿Y向运动，并微调测长仪主测杆沿X向运动，使球测头进入临近的螺纹牙型，且使双旁向电感测微仪的示值为0，分别记录测长仪上X向和Y向示值x2和y2，作为第二个数据点；

⑿按上述方法测量距y1约P/2，且距y2约为P的第三个点，记录测长仪上X向示值x3；

⒀根据所测三个数据点的值，以及每个测量位置的Y向导轨误差值t，通过带导轨误差补偿的公式计算得到球测头的球心垂直于螺纹轴线的距离m，再根据通用公式计算螺纹塞规的中径值；

⒁重复步骤⑸-⒀，测得螺纹塞规不同位置的中径值，平均后得到该螺纹塞规的中径。

所述步骤⒀中所述的通过带导轨误差补偿的公式计算得到球测头的球心垂直于螺纹轴线的距离m，具体的计算方法可采用以下算式：

m=[(x3-t3)+(x2-t2)]/2-(x1-t1)+dm

其中，xi，i＝1、2、3，代表三个数据点的x示值，ti，i＝1、2、3，代表三个数据点位置的Y向导轨误差补偿值，dm代表球测头的测球直径。

有益效果

采用以上技术方案提出的装置及方法进行测量螺纹塞规的螺距和中径时，可极大地减小测力变形误差和斜置误差，同时可对测长仪的工作台导轨直线度误差进行补偿，进一步提高螺距和中径的测量精度。

附图说明

图1为本发明的测量装置示意图。

图2为本发明的测量装置的四方棱体示意图。

图3为本发明的测量装置的测试夹具示意图。

图4为本发明的电感测微法测量螺纹塞规螺距的示意图。

图5为本发明的电感测微法测量螺纹塞规中径的示意图。

图6为本发明的导轨误差补偿的调节方法流程示意图。

图7为本发明的带导轨误差补偿的螺纹塞规螺距测量流程示意图。

图8为本发明的带导轨误差补偿的螺纹塞规中径测量流程示意图。

其中：1-测长仪工作台，2-测长仪主测杆，3-内测钩，4-双旁向电感测微仪，5-轴向电感测微仪，6-球测头，7-测试夹具，8-固定架，9-导轨误差补偿轴向电感测微仪，10-四方棱体，11-二维偏转调节架，12-固定基座，701-底板，702-前端板，703-后端板，704-后端板盖板，705-前顶尖，706-后顶尖杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明所述的螺纹塞规测量装置和中径及螺距测量方法进行详细说明。

本发明的螺纹塞规测量装置是基于测长仪搭建，且测长仪具有三维坐标示值以及具有运动和偏转功能的工作台。具体的螺纹塞规测量装置的结构如图1所示，包括固定基座12、二维偏转调节架11、四方棱体10、测试夹具7、测量用的双旁向电感测微仪4、调整用的轴向电感测微仪5、补偿用的导轨误差补偿轴向电感测微仪9以及球测头6。

本发明所述的测长仪具有X向的示值，也具有Z向和Y向的示值，X向代表测长仪主测杆2的运动方向，Z向代表垂直于地面的方向，Y向与X向、Z向共同符合右手定则。测长仪工作台1具有沿Y向和Z向运动的功能，同时具有绕Y轴和Z轴偏转的功能，并可实现偏转功能的锁紧。

本发明所述的固定基座12，参考测长仪自身的带有尾杆的固定基座制作，其底部具有导轨面，可通过测长仪原有的导轨槽安装在测长仪的一端并固定；其顶部为平面，具有螺钉孔，可用于固定其它机械结构，实现相应功能。

本发明所述的二维偏转调节架11具有绕Z向，以及Y向偏转的功能，并通过固定基座12上表面的螺钉孔将两者固定。

本发明所述的四方棱体10结构如图2所示，其四个棱角均为直角，偏差在0.5”以内，定义其与测长仪X向导轨平行的侧面为X向侧面，与Y向导轨平行的侧面为Y向侧面。将其固定在二维偏转调节架11的上表面，利用二维偏转调节架11绕Z向偏转的功能，并配合安装在内测钩3附件或自制的弓形测量臂上的轴向电感测微仪5，调节四方棱体10的X向侧面与测长仪X向导轨平行，且平行度在0.5μm以内；同时，利用二维偏转调节架11绕Y向偏转的功能，以及通过磁性表座或自制的固定架8固定在测长仪工作台1上的导轨误差补偿轴向电感测微仪9，调节四方棱体10的Y向侧面与测长仪Z向导轨平行，且平行度在0.5μm以内；调节完成后，将轴向电感测微仪5换下，仍保持导轨误差补偿轴向电感测微仪9的测头靠在四方棱体10的Y向侧面上，用该侧面作为补偿测长仪工作台1的Y向导轨误差的基准。

本发明所述的测试夹具7由前端板702、后端板703、后端板盖板704、底板701、前顶尖或钢球705、后顶尖杆706组成，如图3所示，前端板702上具有一个锥型孔，可用于放置前顶尖或钢球705；后端板703和后端板盖板704均具有V型或半圆型槽，将后顶尖杆706放入两者之间后，可通过螺钉将两者固定；前端板702、后端板703和底板701三者之间也通过螺钉固定。其中，前顶尖705和后顶尖杆706之间，或者前端板702上放置前顶尖705的锥型孔和后顶尖杆706之间的同轴度公差精度等级在4级以上，用于装夹基准芯棒或螺纹塞规。

本发明所述的双旁向电感测微仪4具有左右双向接触测量的功能，在进行螺纹螺距和中径测量时，通过测长仪自带的内测钩3附件或自制的弓形测量臂安装在测长仪主测杆2的测头座上。

本发明所述的基于电感测微法测量螺纹塞规螺距的示意图如图4所示，螺纹塞规固定位置沿X方向，即螺纹塞规轴线与测量轴线重合的方向，使螺纹塞规可随测长仪工作台1沿Y向和Z向运动。测量螺距时，将球测头6安装在双旁向电感测微仪4上，使球测头6可随测长仪主测杆2沿X向运动，实现球测头6进入或退出螺纹牙型。

本发明所述的基于电感测微法测量螺纹塞规中径的示意图如图5所示，螺纹塞规固定位置沿Y方向，即螺纹塞规轴线与测量轴线垂直的方向。螺纹塞规可随测长仪工作台1沿Y向和Z向运动，安装在双旁向电感测微仪4上的球测头6可随测长仪主测杆2沿X向运动，实现球测头6进入或退出螺纹牙型。当测量中径时，可先在螺纹塞规的一侧测量两个相邻的牙型，再使球测头6到达螺纹塞规另一侧，测量对应的中间的牙型，两侧的测量顺序可互换。

本发明所述的导轨误差补偿的调节方法流程如图6所示：用固定在固定基座12上的四方棱体10作为测长仪工作台1的Y向导轨误差补偿的标准器具，将轴向电感测微仪5通过内测钩3附件或自制的弓形测量臂安装在测长仪主测杆2的测头座上，并将其测头靠在四方棱体10的X向侧面；将导轨误差补偿轴向电感测微仪9通过磁性表座或自制的固定架8固定在测长仪工作台1上，使导轨误差补偿轴向电感测微仪9的测头靠在四方棱体10的Y向侧面；分别通过调节测长仪主测杆2以及测长仪工作台1的运动，观察轴向电感测微仪5和导轨误差补偿轴向电感测微仪9的示值变化，配合二维偏转调节架11，调节四方棱体10的X向侧面与测长仪X向导轨平行，以及Y向侧面与测长仪工作台1的Z向导轨平行，且平行度均在0.5μm以内。

本发明所述的基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规螺距的测量方法流程如图7所示：首先将轴向电感测微仪5通过内测钩3附件或自制的弓形测量臂安装在测长仪主测杆2的测头座上，再按图6所示方法对测量装置导轨误差进行补偿调节，使四方棱体10的X向侧面与测长仪X向导轨平行，以及Y向侧面与测长仪工作台1的Z向导轨平行，且平行度均在0.5μm以内。然后，将一个基准芯棒装夹在测试夹具7上，再将测试夹具7固定在测长仪工作台1上；令测长仪主测杆2沿X向反复运动，用轴向电感测微仪5分别测量基准芯棒的上母线和侧母线处的直线度，并根据其示值，分别调节测试夹具7在测长仪工作台1上俯仰和偏转的角度，保证基准芯棒的轴线与测量轴线平行后，将测长仪工作台1锁紧，并取下基准芯棒，将待测量的螺纹塞规或精密螺纹件固定在测试夹具7上。

接下来，用装有球测头6的双旁向电感测微仪4代替轴向电感测微仪5，通过内测钩3附件或自制的弓形测量臂安装在测长仪主测杆2上，作为测量螺纹塞规中径的传感器，球测头6的直径可选用最佳三针直径或接近最佳三针直径。保持导轨误差补偿轴向电感测微仪9的测头在四方棱体10的Y向侧面上，作为测长仪工作台1的Y向导轨误差的补偿用传感器。令球测头6从待测件的侧面进入螺纹牙型进行测量，测量时调节测长仪工作台1和测长仪主测杆2，确保球测头6进入螺纹牙型并到达中径附近，且双旁向电感测微仪4示值也在0附近，记录此时的测长仪的Y向示值y0和导轨误差补偿轴向电感测微仪9的示值t1。

随后，微调测长仪主测杆2沿X向运动，令双旁向电感测微仪4的示值回到0，确保球测头6与左侧螺纹完全接触，记录测长仪的X向示值x1，然后再反方向微调测长仪主测杆2沿X向运动，使球测头6与右侧螺纹完全接触，即双旁向电感测微仪4示值再次回到0，记录测长仪的X向示值x2。

接着，令球测头6退出螺纹牙型，沿螺纹塞规轴线方向运动约1个螺距的距离，再调节测长仪工作台1和测长仪主测杆2，使球测头6进入对应的螺纹牙型，测长仪Y向示值回到y0，记录导轨误差补偿轴向电感测微仪9的示值t2,；并按上述方法，可分别获得第二个螺纹牙型的左、右侧接触点的位置示值x3、x4。通过带导轨误差补偿的螺距计算公式P=[（x3-x1）+（x4-x2）]/2+（t2-t1）,可得到螺纹塞规一侧螺纹的螺距值P。

最后，将螺纹塞规绕其轴线的垂线旋转180°，装夹在测试夹具7上，并按上述的方法再次测量，将两个螺距值进行平均，可进一步消除测量误差，得到螺纹塞规的螺距。

本发明所述的基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规中径的测量方法流程如图8所示：首先按图6所示方法对导轨误差进行补偿调节，使四方棱体10的X向侧面与测长仪X向导轨平行，以及Y向侧面与测长仪工作台1的Z向导轨平行，且平行度均在0.5μm以内。然后，将螺纹塞规和测试夹具7固定在测长仪工作台1上后，利用三针法测量螺纹塞规中径的步骤调整测长仪工作台1，并在中径测量位置锁紧工作台1，保证螺纹塞规轴线与测量轴线垂直。接下来，将轴向电感测微仪5取下，把双旁向电感测微仪4通过内测钩3附件或自制的弓形测量臂安装在测长仪主测杆2上，作为测量螺纹塞规中径的传感器，并把球测头6安装在双旁向电感测微仪4上，球测头6的直径选择最佳三针直径或近似最佳三针直径；保持导轨误差补偿轴向电感测微仪9的测头在四方棱体10的Y向侧面上，作为工作台1的Y向导轨误差补偿用传感器。令球测头6从侧面进入螺纹牙型进行测量，测量时调节工作台1和测长仪主测杆2，先根据双旁向电感测微仪4示值的拐点找到螺纹的直径位置，再使双旁向电感测微仪4示值回到0位确保球测头6与所测量的螺纹牙型完全接触，作为测量位置。按图5所示共测量3个位置，分别记录3个位置的测长仪X向和Y向示值，并根据导轨误差补偿轴向电感测微仪9的示值分别获得每个位置的导轨误差补偿值。通过带导轨误差补偿的公式计算得到球测头6的球心垂直于螺纹轴线的距离，再根据通用公式可进一步得到螺纹塞规的中径值。

所述的计算球测头球心垂直于螺纹轴线的距离m的公式，可采用下述算式：

m=[(x3-t3)+(x2-t2)]/2-(x1-t1)+dm

其中，xi（i＝1、2、3）代表三个数据点的x示值，ti（i＝1、2、3）代表三个数据点位置的Y向导轨误差补偿值，dm代表球测头6的测球直径。

采用以上技术方案提出的装置及方法进行测量螺纹塞规的螺距和中径时，可极大地减小测力变形误差和斜置误差，同时可对测长仪的工作台导轨直线度误差进行补偿，进一步提高螺距和中径的测量精度。

Claims (10)

1.一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，包括测长仪工作台（1），所述测长仪具有至少两维坐标示值，测长仪工作台（1）采用具有水平和垂直上下运动及绕运动轴线偏转功能的工作台，其特征在于：还包括测长仪主测杆（2），所述测长仪主测杆（2）设置在测长仪工作台（1）一侧，其面向测长仪工作台（1）的侧面上设置有内测钩（3），内测钩（3）前端安装双旁向电感测微仪（4）或轴向电感测微仪（5），双旁向电感测微仪（4）尖端安装有球测头（6），在测长仪工作台（1）上设置有将待测螺纹塞规横向固定的测试夹具（7），在测试夹具（7）旁位于测长仪主测杆（2）的内测钩（3）对侧的测长仪工作台（1）上设置有固定架（8），固定架（8）上安装有导轨误差补偿轴向电感测微仪（9），在所述导轨误差补偿轴向电感测微仪（9）的测头下方设置有四方棱体（10），所述四方棱体（10）安装在固定于测长仪上的二维偏转调节架（11）上。

2.如权利要求1所述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，其特征在于：所述测长仪上表面有X向导轨槽，X向为测长仪主测杆（2）的运动方向，所述二维偏转调节架（11）通过设置在测长仪上表面的X向导轨槽上的固定基座（12）安装在测长仪上，所述二维偏转调节架（11）采用具有绕垂直于X向的Y向和垂直地面的Z向偏转功能的调节架。

3.如权利要求1所述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，其特征在于：所述四方棱体（10）的两垂直面之间的夹角的偏差小于0.5”。

4.如权利要求1所述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，其特征在于：所述测长仪主测杆（2）的内测钩（3）采用弓形测量臂。

5.如权利要求1所述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，其特征在于：所述测试夹具（7）由设置在底板（701）上的前端板（702）、后端板（703）、后端板盖板（704）组成，前端板（702）内侧设置有前顶尖（705），后端板（703）和后端板盖板（704）间有通槽，将后顶尖杆（706）从通槽内穿过，待测螺纹塞规固定在所述前顶尖（705）和后顶尖杆（706）之间。

6.如权利要求5所述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置，其特征在于：所述前顶尖（705）和后顶尖杆（706）位于同一轴线上，两者之间的同轴度公差精度等级在4级以上。

7.一种采用如权利要求1所述的基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置进行导轨误差补偿的调节方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1）将轴向电感测微仪通过内测钩安装在测长仪主测杆的测头座上；

2)将四方棱体固定在二维偏转调节架上，并将二维偏转调节架固定在固定基座上；

3)通过调节测长仪主测杆和工作台，使轴向电感测微仪的测头靠在四方棱体的X向侧面上，然后，令其随着测长仪主测杆沿X向运动，根据轴向电感测微仪的示值调节二维偏转调节架的左右偏转旋钮，调节四方棱体X向侧面与测长仪X向导轨平行；

4)将导轨误差补偿轴向电感测微仪通过固定架固定在测长仪工作台上，并使其测头靠在四方棱体的Y向侧面上，调节测长仪工作台沿Z向运动，根据导轨误差补偿电感测微仪的示值调节二维偏转调节架的上下偏转旋钮，调节四方棱体的Y向侧面与测长仪工作台的Z向导轨平行；

5)重复步骤3）和步骤4），直至四方棱体X向侧面与测长仪X向导轨的平行度、以及四方棱体的Y向侧面与测长仪工作台Z向导轨的平行度均在0.5μm以内。

8.一种基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规螺距的测量方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1)采用如权利要求7所述的导轨误差补偿的调节方法调整四方棱体，使四方棱体的Y向侧面作为导轨误差补偿的基准面；

2)将基准芯棒装夹在所述测试夹具上，再将测试夹具固定在测长仪工作台上，保证基准芯棒的轴线与测长仪主测杆的轴线基本平行；

3)将轴向电感测微仪通过内测钩安装在测长仪主测杆的测头座上；

4)将轴向电感测微仪的测头分别靠在基准芯棒的上母线和侧母线处，并使测长仪主测杆沿X向反复运动，根据轴向电感测微仪的示数，分别调节测试夹具在测长仪工作台上俯仰和偏转的角度，保证基准芯棒的轴线与测量轴线的平行，然后将测长仪工作台锁紧，并取下基准芯棒，将待测量的螺纹塞规或精密螺纹件装夹在测试夹具上；

5)用双旁向电感测微仪将轴向电感测微仪换下，并将球测头安装在双旁向电感测微仪上，仍保持导轨误差补偿轴向电感测微仪的测头靠在四方棱体的Y向侧面上；

6)调节工作台沿Y向运动，同时调节测长仪主测杆沿X向运动，在被测件的侧面直径位置附近用球测头靠上待测的螺纹牙型；

7)微调测长仪工作台沿Y向运动，同时微调测长仪主测杆沿X向运动，直至球测头完全进入待测螺纹牙型，并接近螺纹中径处，且双旁向电感测微仪的示值在0附近，记录此时测长仪的Y向示值y0，以及导轨误差补偿轴向电感测微仪的示值t1；

8)微调测长仪主测杆沿X向运动，令双旁向电感测微仪的示值回到0，确保球测头与左侧螺纹完全接触，记录测长仪的X向示值x1，然后再反方向微调测长仪主测杆沿X向运动，使球测头与右侧螺纹完全接触，即双旁向电感测微仪示值再次回到0，记录测长仪的X向示值x2；

9)沿Y方向调节工作台，令球测头从螺纹牙型中退出；

10)令测长仪主测杆沿X向运动约一个螺距P的距离，再调节工作台沿Y向运动，令球测头靠上与所述螺纹牙型同侧的第二个螺纹牙型，再同时微调测长仪主测杆沿X向运动以及工作台沿Y向运动，直至Y向示值回到y0，记录此时导轨误差补偿轴向电感测微仪的示值t2，随后按照步骤8)的方法记录第二个螺纹牙型的左侧和右侧位置示值x3和x4；

11)通过带导轨误差补偿的螺距计算公式P=[（x3-x1）+（x4-x2）]/2+（t2-t1）,得到螺纹塞规的螺距值P；

12)将螺纹塞规绕其轴线的垂线旋转180°，再装夹在测试夹具上，并重复上述步骤6）-11）再次测量；

13)将步骤11)和步骤12)得到的螺距值进行平均，即得到所述待测量的螺纹塞规或精密螺纹件的相应的螺距。

9.一种基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规中径测量方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

⑴采用如权利要求7所述的导轨误差补偿的调节方法调整四方棱体，利用四方棱体的Y向侧面作为导轨误差补偿的基准面；

⑵将螺纹塞规装夹在所述的测试夹具上，再将测试夹具固定在测长仪工作台上；

⑶按三针法测量螺纹塞规中径的步骤调整测长仪工作台，将测长仪工作台在中径测量位置锁紧，保证螺纹塞规轴线与测量轴线垂直；

⑷将球测头安装在双旁向电感测微仪上，并代替轴向电感测微仪，通过内测钩安装在测长仪主测杆的测头座上，用其作为测量螺纹塞规中径的传感器；

⑸在中径测量过程中保持轴向电感测微仪的测头靠在四方棱体的y向侧面上，并记录每个测量位置处导轨误差补偿轴向电感测微仪的示值ti，其中i＝1、2、3，作为测长仪工作台Y向导轨误差的补偿值；

⑹调节测长仪主测杆沿X向运动，用球测头从侧面靠上并进入要测量的一个螺纹牙型；

⑺微调测长仪工作台沿Y向和Z向运动，根据双旁向电感测微仪示值的拐点位置找到螺纹的直径位置；

⑻微调测长仪主测杆沿X向运动，使双旁向电感测微仪的示值为0，在测长仪上将X向和Y向位置示值x1，y1，作为第一个数据点，同时记录t1；

⑼调节测长仪主测杆沿X向运动，同时调节测长仪工作台沿Y向运动，令球测头从螺纹牙型中退出，并靠近螺纹塞规另一侧的螺纹牙型；

⑽调节测长仪工作台沿Y向运动，到达距离y1约二分之一螺距即P/2的位置，同时调节测长仪主测杆沿X向运动，靠上临近的螺纹牙型；

⑾微调测长仪工作台沿Y向运动，并微调测长仪主测杆沿X向运动，使球测头进入临近的螺纹牙型，且使双旁向电感测微仪的示值为0，分别记录测长仪上X向和Y向示值x2和y2，作为第二个数据点；

⑿按上述方法测量距y1约P/2，且距y2约为P的第三个点，记录测长仪上X向示值x3；

⒀根据所测三个数据点的值，以及每个测量位置的Y向导轨误差值t，通过带导轨误差补偿的公式计算得到球测头的球心垂直于螺纹轴线的距离m，再根据通用公式计算螺纹塞规的中径值；

⒁重复步骤⑸-⒀，测得螺纹塞规不同位置的中径值，平均后得到该螺纹塞规的中径。

10.如权利要求9所述的基于电感测微法的、带导轨误差补偿的螺纹塞规中径测量方法，其特征在于：所述步骤⒀中所述的通过带导轨误差补偿的公式计算得到球测头的球心垂直于螺纹轴线的距离m，具体的计算方法采用以下算式：

m=[(x3-t3)+(x2-t2)]/2-(x1-t1)+dm

其中，xi，i＝1、2、3，代表三个数据点的x示值，ti，i＝1、2、3，代表三个数据点位置的Y向导轨误差补偿值，dm代表球测头的测球直径。

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