CN109724553A - 一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法，包括：步骤一，测球直径选择，步骤二，四点均布采样，步骤三，螺纹中径计算；测球直径选择时，根据被检螺纹的螺距，利用最佳测球直径经验公式d₀＝P/2cos(α/2)，计算测量用最佳测球直径；四点均布采样时，采用星形结构测针、选择测量平面、建立法向坐标系、利用三坐标测量机软件完成四点均布采样；螺纹中径计算时，运用连接模式，将探测到的测点连接成一个分度圆，取其直径，利用经验公式D₂＝O₁O₂＋[d₀/sin(α/2)—P/2tg(α/2)]，计算得到所测螺纹中径。本发明具有方法简单、应用广泛、检测数据重复性好、检测过程稳定性高的优点。

Description

一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法

技术领域

本发明涉及一种机械零件计量检定领域，特别是一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法。

背景技术

现有技术中，关于螺纹量规和螺纹环规的参数检定，其校验项目包括：牙型角、牙型半角、螺距、螺距累积误差、螺纹环规中径，等等，检测设备要求采用螺纹校对量规或者螺纹测量机。如果采用螺纹校对量规进行检测，其校对塞规种类繁多、数量庞大、加工精度要求极高，这是大部分机械加工企业所不能承受的。如果采用螺纹测量机进行检测，其购机价格昂贵、最大承重受限、测量范围局限在300mm以内。有鉴于此，对于小型螺纹量规和螺纹环规的检定，通常采用检测螺纹环规中径的方法来判断其计量性能，而对于大尺寸螺纹量规的检定则处于探索阶段。

发明内容

本发明的目的是要提供一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法，它能够有效地降低检测成本，可靠地实现各类超大超重螺纹量具的检定。

设计一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法，参考测长机测量螺纹环规中径的原理，包括以下步骤：

步骤一，测球直径选择，根据被检螺纹的螺距，计算测量用最佳测球直径，最佳测球直径经验公式为：d₀＝P/2cos(α/2)，式中，d₀为测球直径，P为测球直径，α为牙形角；

步骤二，四点均布采样，将4支相同直径的测针组装成星型结构，并进行校准，选择螺纹环规上表面进行采样测量平面，采样点均布，以该平面的法向方向建立坐标系，选择测量元素点模式，应用三坐标测量机MECAL软件的CENTER功能,使测针沿坐标系正交方向，分别在受检螺纹沟槽内探测，完成四点采样；

步骤三，螺纹中径计算，运用连接模式，将探测到的测点连接成一个分度

圆，取其直径，利用经验公式，计算得到所测螺纹中径，所述经验公式为：D₂＝ O₁O₂＋[d₀ /sin(α/2)— P/2tg(α/2)]，式中，D₂ 为受检螺纹中径，O₁O₂为分度圆直径，d₀ 为最佳测球直径，α为牙形角，P为螺距。

本发明的有益技术效果是：由于采用分度圆的建立、测量与计算的方式，因而可以准确的测量螺纹量规的中径。同时由于采用了三坐标测量机自定中心功能，因而可以一次编程重复测量。另外由于选择了最佳测球直径，因而保证了分度圆测量精度。本发明还具有方法简单、应用广泛、检测数据重复性好、检测过程稳定性高的优点。

附图说明

图1是分度圆示意图。

图中，A₁为左右螺纹牙型投影在法平面上的理论交点；B₁为左齿面切点；C₁为右齿面切点；O₁ 左测球中心点；O₂右为测球中心点。

具体实施方式

下面根据附图提供的实施例分四个部分对本发明作进一步说明。

第一部分，圆柱螺纹环规中径检测。

步骤一，测球直径选择，根据被检螺纹环规的螺距和牙形角，计算测量用最佳测球直径，最佳测球直径经验公式为：d₀＝P/2cos（α/2），式中，d₀为测球直径，P为螺距，α为牙形角。

步骤二，四点均布采样，将4支相同直径的测针组装成星型结构，并进行校准，选择螺纹环规上表面进行采样测量平面，采样点均布，以该平面的法向方向建立坐标系，选择测量元素点模式，应用三坐标测量机MECAL软件的CENTER功能，使测针沿坐标系正交方向，分别在被检螺纹沟槽内探测，完成四点采样。选择测点时，其投影必须选择空间投影模式，这样计算机记录的是测针测球中心点的坐标位置，如需探测更多测点，可选择坐标系旋转后，在不与相邻测针干涉的情况下，进行多点采样，以更为真实的反映螺纹环规实况；

步骤三，螺纹中径计算，运用连接模式，将探测到的测点构造成一个分度

圆，取其直径，利用经验公式，计算得到所测螺纹环规中径，所述经验公式为：D₂＝ O₁O₂＋[d₀ /sin(α/2)— P/2tg(α/2)]，式中，D₂为被检螺纹环规中径，O₁O₂为分度圆直径，d₀ 为最佳测球直径，α为牙形角，P为螺距。

第二部分，梯形螺纹环规中径检测。

步骤一，测球直径选择，根据被检梯形螺纹的螺距和牙形角，计算测量用最佳测球直径，最佳测球直径经验公式为：d₀＝P/2cos（α/2），式中，d₀为测球直径，P为螺距，α为牙形角。

步骤二，四点均布采样，将4支相同直径的测针组装成星型结构，并进行校准，选择梯形螺纹环规上端面进行采样测量平面，采样点均布，以该平面的法向方向建立坐标系，选择测量元素点模式，应用三坐标测量机MECAL软件的CENTER功能，使测针沿坐标系正交方向，分别在被检螺纹沟槽内探测，完成四点采样。选择测点时，其投影必须选择空间投影模式，这样计算机记录的是测针测球中心点的坐标位置，如需探测更多测点，可选择坐标系旋转后，在不与相邻测针干涉的情况下，进行多点采样，以更为真实的反映梯形螺纹实况。

步骤三，螺纹中径计算，运用连接模式，将探测到的测点构造成一个分度圆，取其直径，利用经验公式，计算得到所测梯形螺纹中径，所述经验公式为：D₂＝ O₁O₂＋[d₀ /sin(α/2)— P/2tg(α/2)]，式中，D₂为被检梯形螺纹中径，O₁O₂为分度圆直径，d₀ 为最佳测球直径，α为牙形角，P为螺距。

第三部分，管螺纹环规中径检测。

步骤一，测球直径选择，根据被检管螺纹的螺距和牙形角，计算测量用最佳测球直径，最佳测球直径经验公式为：d₀＝P/2cos（α/2），式中，d₀为测球直径，P为螺距，α为牙形角。

步骤二，四点均布采样，将4支相同直径的测针组装成星型结构，并进行校准，选择管螺纹环规上端面进行采样测量平面，采样点均布，以该平面的法向方向建立坐标系，选择测量元素点模式，应用三坐标测量机MECAL软件的CENTER功能，使测针沿坐标系正交方向，分别在被检螺纹沟槽内探测，完成四点采样。选择测点时，其投影必须选择空间投影模式，这样计算机记录的是测针测球中心点的坐标位置，如需探测更多测点，可选择坐标系旋转后，在不与相邻测针干涉的情况下，进行多点采样，以更为真实的反映管螺纹实况。

步骤三，螺纹中径计算，运用连接模式，将探测到的测点构造成一个分度圆，取其直径，利用经验公式，计算得到所测管螺纹中径，所述经验公式为：D₂＝ O₁O₂＋[d₀ /sin(α/2)— P/2tg(α/2)]，式中，D₂为被检管螺纹中径，O₁O₂为分度圆直径，d₀ 为最佳测球直径，α为牙形角，P为螺距。

第四部分，外螺纹量规中径检测。

步骤一，测球直径选择，根据被检外螺纹的螺距和牙形角，计算测量用最佳测球直径，最佳测球直径经验公式为：d₀＝P/2cos（α/2），式中，d₀为测球直径，P为螺距，α为牙形角。

步骤二，四点均布采样，将4支相同直径的测针组装成星型结构，并进行校准，选择外螺纹量规上端面进行采样测量平面，采样点均布，以该平面的法向方向建立坐标系，选择测量元素点模式，应用三坐标测量机MECAL软件的CENTER功能，使测针沿坐标系正交方向，分别在被检螺纹沟槽内探测，完成四点采样。选择测点时，其投影必须选择空间投影模式，这样计算机记录的是测针测球中心点的坐标位置，如需探测更多测点，可选择坐标系旋转后，在不与相邻测针干涉的情况下，进行多点采样，以更为真实的反映外螺纹实况。

步骤三，螺纹中径计算，运用连接模式，将探测到的测点构造成一个分度

圆，取其直径，利用经验公式，计算得到所测外螺纹中径，所述经验公式为：D₂＝ O₁O₂-[d₀ /sin(α/2)— P/2tg(α/2)]，式中，D₂为被检外螺纹中径，O₁O₂为分度圆直径，d₀ 为最佳测球直径，α为牙形角，P为螺距。

Claims (1)

1.一种基于三坐标定心功能间接测量大直径螺纹量具的方法，采用三坐标测量机间接测量螺纹环规中径，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，测球直径选择，根据被检螺纹的螺距，计算测量用最佳测球直径，最佳测球直径经验公式为：d₀＝P/2cos(α/2)，式中，d₀为测球直径，P为测球直径，α为牙形角；

步骤二，四点均布采样，将4支相同直径的测针组装成星型结构，并进行校准，选择螺纹环规上表面进行采样测量平面，采样点均布，以该平面的法向方向建立坐标系，选择测量元素点模式，应用三坐标测量机MECAL软件的CENTER功能,使测针沿坐标系正交方向，分别在受检螺纹沟槽内探测，完成四点采样；

步骤三，螺纹中径计算，运用连接模式，将探测到的测点连接成一个分度圆，

取其直径，利用经验公式，计算得到所测螺纹中径，所述经验公式为：D₂＝ O₁O₂＋[d₀ /sin(α/2)— P/2tg(α/2)]，式中，D₂ 为受检螺纹中径，O₁O₂为分度圆直径，d₀ 为最佳测球直径，α为牙形角，P为螺距。