螺纹的检测（精选5篇）
螺纹的检测 篇1
摘要：针对螺纹精度等级及了解日常检测中易出现的问题, 介绍了螺纹量规的选择和应用方法。
关键词：螺纹检测,螺纹标记,普通螺纹,统一螺纹,公差精度,量规验收
1 引言
螺纹是一种重要的、简单的结构要素, 应用非常广泛。可用于结构连接、密封连接、传递运动和扭矩、承载压力等。由于螺纹的作用和每个国家制定的标准不同, 造成螺纹标准多样化。随着进出口贸易的加大和生产形式的多元化, 有多种螺纹的标准在颁布和更新。螺纹量规是检验螺纹制件是否合格的计量器具, 由于螺纹及量规的标准种类繁多, 用途也不同, 给使用者和检验者易造成一些问题的混淆, 现针对几种情况进行描述, 并将量规使用中最有争议的问题提出。
2 螺纹的规格和精度等级
使用者有时可以直接提出螺纹制件的螺纹代号、精度。使用方在产品设计中, 设计人员根据产品的精度要求, 已确定螺纹的种类、规格、精度, 这样使用者直接提出该螺纹标记, 检验人员按照用户提出的要求, 直接采用相应规格的量规。这要求检验人员必须懂得、熟悉螺纹的标记。现将常用的螺纹种类和螺纹标记及量规标记整理如表1所示。
螺纹的标记:螺纹代号 (螺纹种类) -公称直径-螺纹公差带代号 (公差精度等级) -螺纹旋和长度代号。例:M20-6H/6g, 此标记代表普通螺纹, 公称直径20mm, 螺距2.5mm, 内螺纹精度6H, 外螺纹精度6g。螺纹塞规检测内螺纹, 螺纹环规检测外螺纹。那么与之相应需提供公称直径20mm, 螺距2.5mm精度6H的螺纹塞规, 精度6g的螺纹环规。
使用者有时只能确定规格, 不能确定具体的精度等级, 主要体现在普通螺纹和统一螺纹方面。这时需根据用户螺纹制件的具体用途来分析确定, 建议使用合理精度的量规进行检测。螺纹制件的用途就是靠螺纹的旋合来实现的, 那么螺纹旋合的情况是确定螺纹精度的基础, 现将影响螺纹旋合的因素即螺纹的精度 (公差、公差带位置) 和旋合长度介绍如下。
2.1 普通螺纹
(1) 公差。包括公差带位置和公差等级。内螺纹为G、H两种公差带, 外螺纹为e、f、g、h四种公差带。螺纹中径的常用公差等级4、5、6、7、8。
(2) 旋合长度。螺纹的旋合长度分为三组即短旋合长度 (S) 、中旋合长度 (N) 、长旋合长度 (L) 。在螺纹标记中没有标注旋合长度, 既为中旋合长度。中旋合长度 (N) 一般选用6级, 短旋合长度 (S) 一般选用5级, 长旋合长度 (L) 一般选用7级。这一规定是考虑长短件在螺纹加工上难易程度不同——长件有弯曲, 螺距累积误差大, 应给较大的公差;短件的误差小, 应给予较小的公差。6级公差是标准中给出的最基本、最常用的公差等级。
(3) 螺纹配合。考虑螺纹的用途、装配的使用性即螺纹配合的要求, 内、外螺纹配合一般有紧、中、松三级, 螺纹的公差带按短、中、长三组旋合长度给出了精密、中等、粗糙三种精度。
精密:用于精密螺纹, 当要求配合性质变动较小时采用;
中等:一般用途, 适合一般连接件、紧固件;
粗糙:对精度要求不高或制造比较困难时采用。
综上, 内、外螺纹的选用公差带可以任意组合, 但完工后的零件最好组合成H/h、H/g。另外在需要涂镀保护层的螺纹或高温状态下的螺纹可选用e、f公差带位置, 即6e、6f一般为镀前螺纹。国家标准推荐优先选用6H/6g、6H/6h。螺纹量规应标记被检工件螺纹的基本偏差代号, 因而请注意塞规大写 (即H、G) , 环规、校对规小写 (即e、f、g、h) 。
2.2 统一螺纹
统一螺纹公差等级为1、2、3级, 1级公差最大, 3级公差较小, 常用2级。内、外螺纹的选用公差带可以任意组合, 1级的配合可以有间隙, 2级用于一般中级结构件联结。3级最精密, 要求特别精密配合的螺纹。
根据上述, 协助用户选定合理的螺纹精度, 然后提供与之相适应的螺纹量规。
3 加工内螺纹塞规的选择
内螺纹加工常用的办法是丝锥攻丝, 加工后螺纹是否合格, 最简捷的检测方法是用螺纹塞规检查, 这就出现了选用塞规的精度等级与加工螺纹的丝锥精度等级是否相匹配的问题。通常情况下的选择如表3。
影响攻丝精度的因素很多, 丝锥的公差等级与被攻螺纹公差等级之间并无肯定关系, 根据用户实际情况灵活掌握, 如H1丝锥加工的螺纹也可用6H的塞规检查。
4 量规的检验
在量规使用之前, 需将量规进行检验。首先要了解验收量规时测量条件的标准要求, 标准规定的检测值是在标准测量条件下读出的, 如温度20℃, 测量力为零 (理想状态) , 测量时要对系统各误差进行修正。但实际测量时, 可能因有些条件不具备或检测方法存在差异而出现误差, 易产生分歧, 这时需按照检定规程执行。使用过程中的量规要检测是否达到磨损极限尺寸, 如果已超差, 需报废更换合格的量规。只有拥有合格的检具, 才能保证制件的质量。
验收螺纹环规时的方法存在差异。环规的检测方法, 用校对规还是常用测试仪器, 测试仪器测量单一中径有不完善之处, 首先是测头和球径是否为最佳值, 其次测量中的系统误差无法修正。如果用校对塞规检验, 由于在标准中校对规的设计上一些位置要素的给出造成了校对规使用上的差异, 这就需要在验收时确定验收方法, 根据出现的具体情况酌情处理, 合理判定, 来弥补标准不完善和测试不完善产生的环规验收时合格与否的争议。
在实际的检验过程中, 还有许多的具体问题需要探究、解决, 以便于更好地满足用户需求。
浅议螺纹的单项检测 篇2
作为职业学校的学生, 不但要掌握一定的文化知识, 更重要的是拥有熟练的技术和科学精神。更好的驾驭中国制造这驾车, 使它驶向理想的彼岸;使中国真正实现世界制造的强国, 而不仅仅是世界工厂。
一名熟练的车工, 要想成为能够熟练使用先进机器的有知识、有技术、有组织的公民。不仅要熟练掌握各种机器零部件的车削技巧, 还能熟练检测所车零部件的尺寸是否符合设计要求。要达到这种能力, 必须在实践中不断的学习, 丰富自己的专业知识和文化知识, 掌握最先进的车削技术和最便捷的检测方法, 方能立于不败之地, 否则就很难适应当今社会的发展。
在制造内、外螺纹时, 中径本身不可能制造得绝对准确, 不可避免的会出现一定的误差。当外螺纹的中径大于内螺纹的中径时会影响旋合性, 反之, 若外螺纹中径过小, 内螺纹中径过大, 则配合太松, 难以使牙侧良好接触, 从而影响连接可靠性。由此可见, 为了保证螺纹的旋合性应该限制外螺纹的最大中径和内螺纹的最小中径;为了保证螺纹连接的可靠性, 还必须限制外螺纹的最小中径和内螺纹的最大中径。
由于规定螺纹结合在大径和小径处不接触, 因而螺纹大、小径误差是不影响螺纹配合性质的, 而螺距、牙侧角误差可换算成螺纹中径当量值来处理, 所以螺纹中径是影响螺纹结合互换性的主要参数, 必须对生产的螺纹进行检测, 而单项测量可以对各项误差进行分析, 找出生产原因, 从而指导生产。其中三针测量法是单项检测中测量精度较高且在车间生产条件下使用较方便的一种方法, 是检测螺纹中径的最佳方法。
下面笔者介绍一下螺纹中径检测的最佳方法——三针测量法。
三针法测量螺纹中径的示意见图所示:
三针法测量螺纹中径是根据被测螺纹的螺距, 选择合适的量针, 按图示位置放在被测螺纹的牙槽内, 夹在两侧头之间;合适直径的量针, 是量针与牙槽接触点的轴间距离正好在基本螺距一半处, 即量针与牙型角切于中径线位置, 这样所产生的误差最小。从仪器上读得千分尺的读数M值后, 再根据螺纹的螺距P, 牙型角a及量针直径d0, 就可以计算出中径d2。
一、基本参数
a是螺纹牙型角P是螺距M是千分尺读数
d0是量针直径d2是被测螺纹中径
二、计算方法
从上图可以看出
三、最佳量针的选择
为消除牙型角误差对测量结果的影响, 所选择的量针放置在螺纹牙槽中, 应使量针与螺纹在中径处相切, 此时的量针d0为最佳量针。
四、对于普通三角形螺纹, 其牙型角a=60°
由上述公式就能根据螺纹的牙型角a与螺距P找出最佳直径d0, 计算出中径d2的值。
例1:用三针法测量连杆螺钉M14×1-6h的中径尺寸, 试确定其最佳量针直径d0, 采用此最佳量针测得千分尺读数M=14.21mm, 若不计螺距误差和牙型角误差的影响, 试确定该螺钉的中径是否符合设计要求。 (误差不超过0.01mm为符合要求)
解:根据螺钉代号M14×1-6h知螺距P=1mm, 公称直径d=14mm, 牙型角α=60o,
由普通螺纹的尺寸计算公式得:
d2=d-0.6495P=14-0.6495=13.35 (mm)
∵d2-d2测=13.35-13.344=0.006 (mm)
∴d2-d2测<0.01 (mm) 故该螺钉M14×1-6h的中径符合设计要求.
五、对于梯形螺纹, 其牙型角代入上式得d0 (最佳) =0.518P
d2=M-1.262 d0 (最佳)
由上述公式就能判断所车螺纹是否合格。
例2:有一外螺纹T55×12LH, 用三针法测量中径尺寸, 采用最佳量针测量千分尺的读数M=56.845mm, 若不计螺距误差与牙型角误差的影响, 试问该螺纹是否合格? (误差不超过0.02mm为合格)
解:由梯形螺纹代号T55×12LH知公称直径d=55mm, 螺距P=12mm, 牙型角α=30o, 由公式d0 (最佳) =0.518P=0.518×12=6.256 (mm)
d2测=M-1.262 d0 (最佳) =56.845-1.262×6.256=48.950 (mm)
由梯形螺纹的尺寸计算公式得d2=d-0.5P=55-0.5×12=49 (mm)
∵d2>d2测且d2-d2测=49-48.950=0.05 (mm)
∴d2-d2测>0.02 (mm) 故所车的螺纹不合格。
螺纹的检测 篇3
一般有以下两种情况:
(1) 螺纹量规检测产品时, 通规不过, 止规反而过。
这种情况首先要确定自己检测螺纹量规的通止端有没有弄错, 一般通端厚或长, 止端薄或短。确定没有弄错时, 就要向客户解释以下螺纹量规的使用原则:
1) 螺纹塞规的使用原则[1]
若通端不过, 则产品的作用作用中径和大径不合格;
若止端过, 则产品的单一中径不合格。
2) 螺纹环规的使用原则[1]
若通规不过, 则产品的作用中径和小径不合格;
若止规过, 则产品的单一中径不合格。
(2) 两个同样规格的螺纹通规, 但检测产品时, 一个通过, 一个不通过这种情况一般有两种情况:
1) 一种情况是通过的那个规通过很吃力
这种情况一般因为一个规的中径一个处于上限, 一个规的中径处于下限, 而产品中径正好处于中间。
以螺纹塞规M22×1.5-6HT为例, 工作螺纹塞规中径d2的公差为 (21.038±0.0055) mm[2], 制造者的通规中径尺寸为21.033mm, 检验者或验收者的通规中径尺寸为21.043mm, 而产品中径尺寸为21.038mm。
产生争议的处理方法是:
根据GB/T 3934-2003的要求:当检验中发生争议时, 若判定该工件内螺纹或外螺纹为合格的螺纹量规, 经检验是符合本标准要求的, 则该工件内螺纹或外螺纹应按合格处理[1]。
2) 另一种情况是通过的那个规通过比较轻松
这种情况一般是工件外螺纹 (用螺纹环规检测) 大径超差;工件内螺纹 (用螺纹塞规检测) 小径超差。为什么会出现这种情况?这与螺纹量规的使用原则有关。螺纹环规的大径只有最小值, 这种情况, 就会出现有的螺纹环规的螺纹做得很深, 有的做得比较浅, 两个环规大径差别很大, 而产品的大径正好处于中间, 就会卡死。螺纹塞规的小径只有最大值, 这种情况, 就会出现有的螺纹塞规的螺纹做的很深, 有的做的比较浅, 两个塞规小径差别很大, 而产品的小径正好处于中间, 就会卡死。
处理方法:
参照《公制、美制和英制螺纹标准手册》, 告诉客户工件外螺纹的大径, 可以用千分尺或卡尺测量一下产品的大径, 看是否超差;告诉客户工件内螺纹的小径, 可以用内侧千分尺或卡尺测量一下产品的小径, 看是否超差。当检验中发生争议时, 根据GB/T 3934-2003的要求当检验中发生争议时, 若判定该工件内螺纹或工件外螺纹为合格的螺纹量规, 经检定符合本标准要求, 则该工件内螺纹或工件外螺纹应按合格处理[1]。
对螺纹量规使用的建议:
为减少螺纹量规因检测结果产生疑问, 制造者和检验者或验收者应使用同一合格的量规。若使用同一合格的量规困难时:操作者宜使用新的 (或磨损较少的) 通端螺纹量规和磨损较多的 (或接近磨损极限的) 止端螺纹量规, 检验者或验收者宜使用磨损较多的 (或接近磨损极限的) 通端螺纹量规和新的 (或磨损较少的) 止端螺纹量规。
参考文献
[1]GB/T 3934-2003.普通螺纹量规技术条件[S].北京:中国标准出版社, 2003.
[2]李晓滨.公制、美制和英制螺纹标准手册[M].北京:中国标准出版社, 2004.
螺纹的检测 篇4
关键词：视觉传感器,垂直度,检测
0 引言
滤清器盖板的生产是属于批量生产, 对于一般中小企业日产量可达2万件甚至更多。滤清器与盖板之间密封是靠盖板槽间的密封圈, 如果盖板内孔螺纹轴线与密封面垂直度没有在要求的公差范围内就会直接影响到密封性。滤清器盖板的使用场合要求:滤清器盖板与滤清器安装后不允许发生泄漏现象。对于现有生产企业来讲, 采用手工检测, 检测效率低且可靠性差;近几年该行业的生产设备得到了大幅度提升, 这一系列的因素给检测带来了巨大的压力。本文将介绍一种效率高、可靠性强的检测方法。
1 零件分析及原检测方法
1.1 零件的分析
如图1所示为零件示意图, 零件的端面与滤清器直接接触, 是判定零件是否合格的关键因素, 所以在检测零件时要将检测件的端面作为零件的检测基准平面, 被检测螺纹的轴线应与该端面垂直度在公差范围内。
1.2 原检测方法
原来对该零件的检测方法主要借助于平板、V型铁和百分表。将同轴度在0.02 mm的长杆一端加工一合适的外螺纹, 将螺杆旋入螺孔后, 紧靠V型铁, 百分表测端面的跳动, 如果跳动超过图纸规定公差范围为不合格。在某种程度上, 这种检测方法主要依赖于检测者的经验水平, 可靠性差, 从整个生产来看会造成误检导致零件质量不一致, 给用户埋下了安全隐患。
2 新方法的研究与探索
2.1 零件的检测项目
为了满足测量的可靠性, 需要从实际的安装环境下考虑造成接触面发生倾斜根本性原因, 取决基准面相对于配合后螺纹实际轴线发生偏离程度。对于普通三角形螺纹的配合是中径处于过渡配合状态, 所以螺纹中径的尺寸决定了内外螺纹配合后轴线偏移状态。为了满足检测工序的可靠性要求, 需要对螺纹中径尺寸及螺纹相对于端面的形位公差进行检测。
2.2 被测零件检测原理说明
由于检测件生产批量大, 要求检测件需要较高检测效率, 一般应该在2 s内检测完毕。传统的检测方法不能满足要求, 在查阅大量检测方法后, 视觉传感器投影检测法是可以实现的。如果螺纹轴线发生倾斜后, 投影后图像将跟随倾斜角度椭圆长短轴将发生变化, 利用这样的原理便可以进行检测。
2.2.1 螺纹轴线偏移在单一平面内的变化规律
图2所示为螺纹轴线在单一平面内发生转角变化示意图, 理论螺纹孔为双点划线所示:高度为H、半径为R;设倾斜角度为θ, 变化后投影在平面上的半径为r1和r2。
其中r1为螺纹轴线偏移后投影的长轴半径;r2为螺纹轴线偏移后投影的短轴半径。
2.2.2 螺纹轴线在三维平面内偏移的变化规律
在三维平面内螺纹轴线可以在圆周360°的范围内任意发生偏转, 由于视觉传感器的投射是呈圆周方向捕捉被测零件的长短轴变化, 依然满足螺纹轴线在单一平面内发生转角变化的变化规律, 如果在三维平面内仍单一检测长短轴变化时, 可能会造成实际的多方面因素影响导致误判的现象发生, 所以需要对成像后圆面积的变化进行对比。
3 被测零件的检验
3.1 视觉传感器的工作特点分析
视觉传感器的检测方式是光束检测, 由于光在投射过程中会产生发散效应, 被测螺纹的中径很难被视觉传感器光束投射到, 所以需要添加辅助测量装置螺杆, 螺杆要有一定长度, 它对检测数据起到了放大的作用。
3.2 视觉传感器的检测
在被测零件上安装螺杆如图3所示, 然后放入视觉传感器下进行检测, 图4为检测合格界面、图5为检测不合格界面。
3.3 测量结果分析
采用视觉传感器投影检测法对螺纹轴线与基准面垂直度检测时间在60 ms以内, 测量精度可以达到0.1°, 能够完全满足对该被测件的检测。综合分析上述实验结果可知, 偏角的变化与长短轴相似度近似成正比变化。通过软件处理后可以测量0.1°以内的轴线偏角, 并且测量效果可靠, 实验结果如表1所示。
4 结论
通过采用视觉传感器投影检测法, 能够高效地解决滤清器盖板内螺纹与底面垂直度的检测问题, 该检测法可节省大量的人力, 减轻检测人员的工作负担, 严格控制零件质量, 满足产品的需求。
参考文献
[1] (美) 威尔逊.传感器技术手册[M].林龙信, 译.北京:人民邮电出版社, 2009.
螺纹车刀在铣削螺纹时的应用 篇5
随着CNC技术的不断发展, 螺纹铣削应用越来越广泛, 作为一种新型的螺纹加工工艺, 与传统的加工方法相比, 在加工精度、加工效率、稳定性等方面都具有很大的优势。对于铜、铝等相对塑性较好的材料, 在数控车床上加工螺纹时, 极易出现粘刀现象, 螺纹的精度和尺寸很难保证, 表面质量无从谈起, 而采用螺纹铣削则可以轻松解决这一难题。目前发达国家大批量生产螺纹比较广泛地采用了铣削工艺。
螺纹铣削一般采用硬质合金圆柱螺纹铣刀和机夹式螺纹铣刀。圆柱螺纹铣刀适用于钢、铸铁和有色金属材料的中小直径螺纹铣削, 不适应大螺距螺纹的加工。机夹式螺纹铣刀主要用于铣削较大直径的内螺纹, 也可以铣削外螺纹 (Φ16mm~Φ30mm) 。但是这些刀具的主要缺点是制造成本较高, 价格昂贵。对于中小型企业, 在数控铣床上加工铜、铝材料的大直径螺纹, 耗费太高。本文通过实践研究发现, 在数控铣床上采用价格便宜的螺纹机夹车刀也能加工出铜、铝材料的大直径螺纹, 表面质量符合要求。希望此特例能给其他同行借鉴和启发。
1 螺纹铣削原理
螺纹铣削的原理是基于数控铣床具有三轴联动插补功能, 可以实现空间螺旋线的插补加工, 即刀具周向旋转一周, 轴向则进给一个导程。铣削螺纹时刀具的圆周运动产生螺纹直径, 而同步的直线运动则产生螺距。螺纹铣削示意图如图1所示。
2 加工实例
2.1 图样分析
该零件毛坯尺寸为55mm×55mm×13mm, 材料为铜, 零件图样如图2所示。零件外形为方形, 中心为一M18×1的丝孔, 在以零件中心为圆心、直径Φ44mm的圆周上均布4个阶梯孔, 孔直径分别为Φ9mm和Φ15 mm, Φ15 mm孔深为7 mm。所有孔端均需0.5mm倒角。
加工后的成品如图3所示, 加工重点为中心孔中的螺纹。
2.2 加工工艺的确定
工艺:铣面、钻孔、铣阶梯孔、铣螺纹 (重点) 、铣轮廓。
机床:可采用三轴联动数控机床。本文使用云南机床厂XK7140数控铣床FANUC 0-TD系统。
刀具:普通机夹内螺纹车刀 (见图4) 。
夹具:平口钳。
2.3 螺纹铣削加工手工编程
数控铣床铣平面和轮廓很容易, 本文不再阐述。使用机夹螺纹车刀铣加工螺纹, 也只需手工编制出加工程序即可。加工程序如下 (若加工其他的螺纹可以照此加工类推) :
3 结论
数控机床在我国机械加工行业应用越来越广泛, 一些大型零件的螺纹加工, 用传统的螺纹车削和丝锥、板牙已无法满足生产的要求。而在数控铣床和加工中心得到广泛应用的今天, 采用三轴联动机床进行螺纹铣削加工, 较其他加工方式其优势更加明显。
(1) 效率高、适用广。螺纹铣削采用高速切削和快速进给加工方式, 节省加工时间;其加工工序高度集中, 螺纹铣刀能完成钻孔、倒角、铣螺纹多道工序且加工出的螺纹可全部为有效长度;同一把刀具还可以完成左右旋向螺纹、内外螺纹以及不同螺距规格螺纹的加工。在三轴联动的数控铣床上几乎可以实现各种情况的螺纹加工, 特别是对于不完整孔的螺纹加工、难切削材料的螺纹加工以及小直径盲孔零件螺纹和大直径螺纹加工均有出色的表现。
(2) 精度高、质量好。用传统方式加工螺纹, 存在着切削速度低、难以断屑等问题, 要想获得较好的表面光洁度和螺纹精度相当困难。但对于螺纹铣削来说则不是问题, 首先铣床具有较高的切削速度, 即使是较小的切削力也能保持切削表面的光滑;其次铣床具有较好的冷却和断屑功能, 细碎的切屑可以轻松地被高压冷切液冲出工件而不会划伤已加工表面;再次在铣床上能实现一次定位装夹便可以加工多个螺纹或者多道工序的目的, 可以精确保证各被加工要素之间的相对位置精度。另外由于螺纹加工是靠螺旋插补来保证精度的, 因此只需要调整一下程序就能获得所需的高精度螺纹, 该特点在精度螺纹加工中拥有绝对优势。
(3) 刀具省、稳定性好。在数控铣床上加工螺纹, 切屑短, 切速高, 排屑容易, 刀具磨损少。实践证明, 相同的螺纹车刀在数控铣床上的使用寿命是在数控车上使用寿命的4倍~8倍。采用传统的螺纹加工方法加工如钛合金、高温合金和高硬度材料等这些难加工材料时, 很容易发生刀毁工件损坏的现象, 而采用螺纹车刀来加工则可以避免这类问题的发生。其原因是由于螺纹车刀在铣削螺纹时切削刃是逐渐切入材料的, 因此它产生的切削力比较小, 很少会出现断刀或夹刀现象。即使出现断刀, 由于车刀刀头比螺纹孔要小很多, 也可以轻松从工件中取出断裂部分而不会伤及工件。
参考文献
[1]傅水根.机械制造工艺基础[M].北京:清华大学出版社, 2010.
[2]杨丰.数控加工工艺[M].北京:机械工业出版社, 2010.