用坐标法测量螺纹量规的中径及误差分析

　　1概述

　　通常，螺纹量规是按螺纹工件合格性判断原则(泰勒原则)进行设计的。量规的通端(T)体现螺纹工件的最大实体(MMC)中径，量规的止端(Z)体现螺纹工件的最小实体(LMC)中径。根据螺纹量规标准(GB3934一83)的规定，无论是螺纹量规的通端还是止端，所要求测量的都必须是它们的中径，而不是单一中径。

　　螺纹量规的中径，通常采用三针法测量。可是，三针法测出量值不符合GB/T14791一93螺纹中径的定义。三针法直接测出的是螺纹量规的单一中径。按GB/T14791一93要求，螺纹的中径是一假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。一般应该用三针法测出单一中径，再在工具显微镜上测出螺距的实际偏差值，然后按下式计算出螺纹量规的中径，即:

　　三针法测量时采用的是恰当三针直径。这样，牙型半角误差对中径没有影响。所以单一中径和中径的差别，仅仅来源于螺距偏差的影响。

　　本文提出在国产JX13B微机型万能工具显微镜上用坐标法测量螺纹量规的中径的方法，符合螺纹中径的定义，并可通过计算机辅助测试软件“几何测量”项目中功能的组合运用，直接显示测量数据和打印测量结果。

　　2基本原理

　　此方法的基本原理是基于确定平面上两直线的交点的位置。即在设定的平面直角坐标系XOY中，确定螺纹牙侧直线与假想中径(单一中径)圆柱母线定义直线交点的坐标(图1)。假想中径(单一中径)圆柱母线的位置，应符合GB/T14791一93的定义:螺纹中径圆柱母线通过牙型上沟槽宽度和凸起宽度相等的地方〔图1(a)〕;单一中径圆柱母线通过牙型上沟槽宽度等于基本螺距一半的地方〔图1(b)〕。

　　设图2中的11、12、13、和21、22、23是被测螺纹两侧牙型上平行于螺纹轴线的直线内的三点。n一13和21一23是被测螺纹量规的实际螺距PS、11一12和21一22是沟槽宽度，12一13和22一23是凸起宽度。中径(单一中径)圆柱母线的位置，可通过线段的定比分点方法求出。

　　由图2(a)可知:线段11一12(21一22)的中点A(A，)和线段12一13(22一23)的中点B(B，)的间距AB(AIB;)的垂直平分线MM(MIM:)与牙侧直线HH(HIHI)的交点14(24)处的沟槽宽度为实际螺距的一半(Ps/2)，所以14(24)是被测螺纹量规假想中径圆柱母线上的一点。

　　由图2(b)可知，线段AB(A禹，)的定比分点以~P/ZPs一P)〕的垂线NN(N，Nl)与牙侧直线HH(H，H;)的交点15(25)处的沟槽宽度为基本螺距的一半(P/2)。所以15(25)是被测螺纹量规假想单一中径圆柱母线上的一点。

　　3测量方法

　　在“万工显”上用影像法(或轴切法、干涉法)测量。仪器的测量系统按影像法调整，被测螺纹量规安装在仪器的两顶尖(或V形座)之间，通过常规调整，使被测螺纹量规牙型得到清晰的影像。