测梯形螺纹时显微镜Z向立柱偏摆的研究

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【摘要】对测量螺纹中工具显微镜Z向立柱偏摆螺旋角进行了理论上的说明，揭示了在测梯形螺纹时不同于三角螺纹的特点，即Z向立柱不偏摆角度即可进行螺纹中径的测量

【关键词】梯形螺纹；工具显微镜；立柱偏摆；三针法测量；螺纹中径

【中图分类号】G【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)04-0231-01

1显微镜测量中的平面

1.1工作台平面或X-Y平面工作台平面为水平平面，它是显微镜默认的投影平面，即X-Y平面。一般在测量时，只需把实物放在工作台上，然后通过Z向的目镜，观察实物在X-Y上的投影平面并进行要素测量就可以了。当然对于加工有中心孔的轴类，也可以通过顶尖装夹的方法进行投影测量。

1.2投影平面投影平面是显微镜的观测平面。一般的投影平面即为X-Y平面。如果进行螺纹测量，考虑到螺纹投影会引起牙形母线的干涉现象，影响到螺纹的正确测量，故需要将观测目镜的Z向立柱进行偏转一个螺旋角的角度。这样螺纹的法平面即为目镜观测的投影平面，与X-Y平面的夹角为螺旋角的大小。

1.3移动平面工具显微镜虽然可以选择不同的投影平面，但工件在滑台上的移动以及刻度尺的读数，始终是沿着水平x方向和竖直y方向的。即移动平面为水平坐标X-Y平面。

2工具显微镜Z向立柱偏转在测量三角螺纹中的应用

①测量螺纹螺距；②测量螺纹中径；③测量螺纹牙形角。

3在测梯形螺纹时工具显微镜的偏转问题

3.1采用Z轴立柱偏摆螺旋角的方法进行测量实验结果发现，在正反偏转Z向立柱时，显微镜里的米字线并不能两次都与螺纹的母线相切。当显微镜正向偏转角度时，米字线与螺纹母线相切，当显微镜反向偏转角度时，米字线并不能对齐螺纹直径对边的牙形母线，米字线处于直径对边的牙槽中，米字线的交点没有落在直径对边的牙形母线上，最终导致无法读数。

3.2不偏转Z向立柱进行测量工具显微镜的Z向立柱不偏转，对螺纹进行观测，可以用米字线分别与螺纹直径两边的牙形轮廓相切，读出两次数值。将两次数值求差，即可求得前后移动的距离。

3.3验证测量结论①理论说明：螺纹中径的定义是在轴截面上测得的牙槽和牙厚宽度相等的假象的圆柱体直径的大小。若Z轴立柱不偏转，则投影平面即为轴截面，理论上满足测量要求。②实际验证：取螺距P=6mm，牙形角α=30°的梯形螺纹进行测量。通过工具显微镜影像法测得梯形螺纹中径。取上牙槽的右侧用米字线对齐进行影像观测，再移到直径对边用米字线对齐进行影像观测，分两次测量，测量结果为：y1=36.346，y2=71.692；y3=36.188，y4=71.544，中径d2=(|y1-y2|+|y3-y4|)/2=35.351mm，若取上面牙槽的左侧进行测量，测量结果为y1=36.467，y2=72.042；y3=36.350，y4=71.947，中径d2=(|y1-y2|+|y3-y4|)/2=35.586mm。通过三针法进行测量：①根据计算公式，求得量针的直径d0=3.1mm；②将三针放入螺纹的牙槽中，测得M=39.20mm，根据三针法测量中径的计算公式， 得到梯形螺纹中径d2=35.319mm；③测量的结果比较：取上牙槽的右侧和下牙槽的左侧为基准，用显微镜影像法测量的中径d2=35.351mm，三针法测得中径d2=35.319mm，两次测得的差值为35.351-35.319=0.032mm。由于测量本身的观测误差以及接触测量中松紧的程度不同产生0.03~0.04mm的差值是正常的。而若取上牙槽的左侧和下牙槽的右侧为基准，用显微镜测得中径d2=35.586mm，则与三针法比较的差值为35.586-35.319=0.267mm，差值较大，说明存在很大的测量误差。

4结论

①用显微镜测量时，测量原则就是使投影平面在测量平面上。测量螺纹时，采用显微镜的Z向立柱偏摆就是为了使投影平面在螺纹的法平面上，这样可以方便观测牙形角度，以及螺纹螺距。②梯形螺纹由于螺距和螺旋角较大，显微镜测量螺纹中径时不需要进行Z向立柱偏摆，但要选择合理的牙侧进行测量。

参考文献

[1]陈立德.机械设计基础.高等教育出版社.2007(3):77-79.

[2]管伯良.机械基础实验.东华大学出版社.2005(1):186-192.