本發(fā)明涉及螺紋的檢測(cè)裝置及方法，特別涉及一種用于外螺紋檢測(cè)的環(huán)套工裝及方法，屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在中高速柴油機(jī)的主要部件中，一些高強(qiáng)度螺栓，如連桿螺釘、主軸承蓋螺栓等，具有較高的強(qiáng)度要求以及形位公差要求。如圖1所示，圖中連桿螺釘?shù)穆菁y的中心線OO對(duì)基準(zhǔn)外圓C具有同軸度要求，對(duì)基準(zhǔn)面B具有垂直度要求。該類螺栓零件出于其強(qiáng)度要求往往采用軋絲進(jìn)行螺紋的加工，但是在軋絲過程中，實(shí)際軋出的螺紋的中心線與螺栓的中心線之間的位置度會(huì)受到軋絲前定位等因素影響，可能因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而引起兩者之間的同軸度誤差，因此對(duì)該類零件螺紋部分的形位公差的檢驗(yàn)必不可少。

以往，該類圓柱形零件的外圓形位公差的檢測(cè)方法有兩種：夾持在機(jī)床上使用千分表測(cè)量，或者使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行多次取點(diǎn)測(cè)量實(shí)現(xiàn)被測(cè)要素的擬合比較。但是上述兩種方法應(yīng)用在螺紋檢測(cè)的情況下都存在一個(gè)共同問題，那就是由于螺紋表面結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、尺寸過小，容易導(dǎo)致千分表指針或三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的探頭無法與被測(cè)螺紋的中徑有效地接觸，也就無法對(duì)螺紋的形位公差進(jìn)行有效的直接擬合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)螺紋特征檢測(cè)的困難，提供一種用于外螺紋檢測(cè)的環(huán)套工裝及方法，將環(huán)套工裝與待檢測(cè)的外螺紋擰合，使得環(huán)套工裝上的特制螺紋能夠等效于待測(cè)量外螺紋的形位尺寸特征，而特制螺紋與環(huán)套工裝的定位外圓的形位誤差極小，從而將對(duì)待測(cè)外螺紋的直接檢測(cè)轉(zhuǎn)換為對(duì)定位外圓的間接檢測(cè)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于外螺紋檢測(cè)的環(huán)套工裝，其特征在于，所述環(huán)套工裝為圓環(huán)形，內(nèi)孔設(shè)有內(nèi)螺紋，外周設(shè)有定位外圓，該定位外圓與所述內(nèi)螺紋同軸，該內(nèi)螺紋為錐螺紋，螺紋牙型與被測(cè)外螺紋相配，所述內(nèi)螺紋上開設(shè)有用以產(chǎn)生螺紋變形的徑向變形槽和軸向變形槽；所述內(nèi)螺紋與被測(cè)外螺紋旋緊并形成螺紋咬合段，該螺紋咬合段上的內(nèi)螺紋與被測(cè)外螺紋互相擠壓產(chǎn)生變形，以補(bǔ)償兩者連接之間的間隙，達(dá)到所述內(nèi)螺紋與被測(cè)外螺紋緊密的貼合狀態(tài)，從而將被測(cè)外螺紋的形位特征擬合至所述環(huán)套工裝的定位外圓上，便于對(duì)所述被測(cè)外螺紋進(jìn)行定位和檢測(cè)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的內(nèi)螺紋的錐度為1:540～1:1080。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的螺紋咬合段的長(zhǎng)度和所述內(nèi)螺紋的錐度根據(jù)被測(cè)外螺紋的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的軸向變形槽的寬度和深度以及所述徑向變形槽的寬度和深度根據(jù)被測(cè)外螺紋的直徑和所需所述螺紋咬合段的螺紋變形進(jìn)行調(diào)整。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的內(nèi)螺紋的齒高短于所述被測(cè)外螺紋的齒高。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的環(huán)套工裝采用低碳鋼或中碳鋼制成，所述定位外圓處進(jìn)行滲碳淬火。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的被測(cè)外螺紋的形位特征包括直線度和垂直度。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案為：

一種上述環(huán)套工裝實(shí)現(xiàn)的外螺紋檢測(cè)方法，其特征在于，將所述環(huán)套工裝的內(nèi)螺紋旋緊于被測(cè)外螺紋上并形成螺紋咬合段，該環(huán)套工裝上的軸向變形槽和徑向變形槽使所述內(nèi)螺紋與被測(cè)外螺紋互相擠壓發(fā)生變形，對(duì)該內(nèi)螺紋與被測(cè)外螺紋之間的間隙進(jìn)行補(bǔ)償并達(dá)到兩者緊密的貼合狀態(tài)，將被測(cè)外螺紋的形位特征擬合至所述環(huán)套工裝的定位外圓上，然后通過對(duì)該定位外圓的定位和檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述被測(cè)外螺紋的定位和檢測(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明利用特制的內(nèi)螺紋的彈性變形填補(bǔ)與被測(cè)外螺紋擰合過程中存在的間隙，使得內(nèi)螺紋在形位尺寸特征上能夠等效于被測(cè)外螺紋，而環(huán)套工裝上的定位外圓與內(nèi)螺紋的同軸度及垂直度誤差極小，這樣就可以將對(duì)被測(cè)外螺紋特征形位公差的直接檢測(cè)轉(zhuǎn)換為對(duì)定位外圓的間接檢測(cè)，從而完成對(duì)外螺紋的測(cè)量。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)可調(diào)、使用便捷、擬合精度高、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，定位精度可以保證在0.0075～0.012mm范圍內(nèi)，除了專門用于外螺紋的檢測(cè)外，還可以在零件加工過程中作為定位元件起到螺紋定位的作用。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了外螺紋在加工現(xiàn)場(chǎng)的快速測(cè)量，既極大的方便了實(shí)際生產(chǎn)，又有效的控制了產(chǎn)品的質(zhì)量。

附圖說明

圖1是測(cè)量對(duì)象連桿螺釘?shù)氖疽鈭D。

圖2是本發(fā)明的主視圖。

圖3是圖2的側(cè)視圖。

圖4是圖2的A部放大圖。

圖中，

1—內(nèi)螺紋，2—定位外圓，3—軸向變形槽，4—徑向變形槽，B—基準(zhǔn)面，C—基準(zhǔn)外圓，L—螺紋咬合段，a—軸向槽寬度，b—軸向槽深度，α—徑向槽寬度，β—徑向槽寬度。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的環(huán)套工裝用于機(jī)加工零件外螺紋部位的檢測(cè)及定位，通過其螺紋咬合段牙型的適當(dāng)彈性變形，保證內(nèi)螺紋與待檢測(cè)外螺紋的有效貼合，將被側(cè)外螺紋的形位特征轉(zhuǎn)移至定位外圓上，再通過千分表或者探頭測(cè)量定位外圓的表面來間接擬合被檢測(cè)外螺紋的形位誤差。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

請(qǐng)結(jié)合參閱圖2、圖3和圖4，本發(fā)明所述的用于外螺紋檢測(cè)的環(huán)套工裝為圓環(huán)形，其內(nèi)孔設(shè)有內(nèi)螺紋1，外周設(shè)有定位外圓2，該定位外圓2與所述內(nèi)螺紋1的中心線同軸。所述環(huán)套工裝整體采用低碳鋼或中碳鋼制成，所述定位外圓2處進(jìn)行滲碳淬火處理，從而保證所述環(huán)套工裝整體的硬度及剛性，以提高定位及檢測(cè)精度；滲碳淬火的深度一般為2mm以上，具體根據(jù)被測(cè)外螺紋的不同尺寸和工裝的剛性要求進(jìn)行調(diào)整。所述內(nèi)螺紋1部分保持原有材料性能。

所述內(nèi)螺紋1為錐螺紋，其螺紋牙型與被測(cè)外螺紋相配，齒高短于該被測(cè)外螺紋的齒高；請(qǐng)參閱圖4，所述內(nèi)螺紋1的螺紋錐度1:c可以根據(jù)被測(cè)外螺紋的長(zhǎng)度和精度來調(diào)整，一般取1:540～1:1080。

所述內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋旋緊并形成螺紋咬合段L，該螺紋咬合段L上的內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋互相擠壓產(chǎn)生變形，以補(bǔ)償兩者連接之間的間隙，達(dá)到所述內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋緊密的貼合狀態(tài)。所述螺紋咬合段L的長(zhǎng)度可以根據(jù)被測(cè)外螺紋的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。

所述內(nèi)螺紋1在軸向及徑向上分別開設(shè)有軸向變形槽3和徑向變形槽4，允許該內(nèi)螺紋1的牙齒向這兩個(gè)方向變形。所述軸向變形槽3如圖4放大圖所示，其允許所述內(nèi)螺紋1牙型前后擠壓，補(bǔ)償被測(cè)外螺紋螺距上的間隙；所述徑向變形槽4如圖3側(cè)視圖所示，允許所述內(nèi)螺紋1直徑方向的擠壓變形，以補(bǔ)償被測(cè)外螺紋直徑方向的間隙。可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整開槽的大小來調(diào)整該內(nèi)螺紋1變形程度的大?。凰鲚S向變形槽3的寬度a和深度b以及所述徑向變形槽4的寬度α和深度β，可以根據(jù)被測(cè)外螺紋的直徑和所述螺紋咬合段L所需的螺紋塑性變形能力進(jìn)行調(diào)整。

為了增強(qiáng)所述內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋的貼合度，還可以在所述定位外圓2上加工出便于工具擰緊的特征。

本發(fā)明所述的外螺紋檢測(cè)方法采用所述環(huán)套工裝實(shí)現(xiàn)，其包括：將待檢測(cè)零件夾持于機(jī)床或者三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的臺(tái)面上，將所述環(huán)套工裝的內(nèi)螺紋1旋緊于被測(cè)外螺紋上并形成螺紋咬合段，該環(huán)套工裝上的軸向變形槽3和徑向變形槽4使所述內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋互相擠壓發(fā)生變形，對(duì)該內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋之間的間隙進(jìn)行補(bǔ)償并達(dá)到兩者緊密的貼合狀態(tài)，旋緊的環(huán)套工裝與被測(cè)外螺紋將被測(cè)外螺紋的形位特征擬合至所述環(huán)套工裝的定位外圓2上，然后通過千分表或者三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x探頭與該定位外圓2表面之間的接觸，對(duì)該定位外圓2進(jìn)行測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述被測(cè)外螺紋的直線度和垂直度等形位特征的定位和檢測(cè)。

本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例就是對(duì)SEMT公司中速機(jī)6PA6LN機(jī)型中連桿螺釘(見圖1)上螺紋垂直度以及同軸度的檢測(cè)應(yīng)用。

使用時(shí)首先在設(shè)備上用軟爪夾持并校準(zhǔn)連桿螺釘上的各基準(zhǔn)，在被測(cè)外螺紋上擰上所述環(huán)套工裝，通過內(nèi)螺紋1與被測(cè)外螺紋受力擰合后發(fā)生的塑性變形補(bǔ)償?shù)袈菁y連接之間的間隙，從而通過所述定位外圓2來擬合被測(cè)外螺紋的形位特征，通過檢測(cè)該定位外圓2來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)外螺紋形位公差的檢測(cè)。

具體檢測(cè)步驟如下：

1.將環(huán)套工裝擰緊在連桿螺釘?shù)谋粶y(cè)外螺紋上，加力擰緊以保證螺紋咬合段L的工作長(zhǎng)度足夠，并且螺紋連接部分的間隙被充分補(bǔ)償。

2.以圖1中連桿螺釘Φ25的基準(zhǔn)外圓C為基準(zhǔn)，使用檢測(cè)設(shè)備上的軟爪夾持該基準(zhǔn)外圓C(檢測(cè)設(shè)備可以是車床或者分度旋轉(zhuǎn)裝置)，并使用千分表校準(zhǔn)基準(zhǔn)面B的全跳動(dòng)≤0.005，至此該連桿螺釘主體安裝校調(diào)完畢。

3.在環(huán)套工裝定位外圓2上搭上檢測(cè)用千分表，旋轉(zhuǎn)待檢測(cè)的連桿螺釘，通過千分表相對(duì)于定位外圓2上的軸向跳動(dòng)與徑向跳動(dòng)，擬合出被測(cè)外螺紋的軸線與基準(zhǔn)面B的垂直度以及與基準(zhǔn)外圓C的同軸度。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依據(jù)本發(fā)明的精神和原則所做的等效替換、變化及修改，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

綜上所述，本發(fā)明解決了原先機(jī)加工零件螺紋形位公差無法檢測(cè)的難題；同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用便捷，精度穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在機(jī)床上直接檢測(cè)零件螺紋的形位公差的功能。本發(fā)明所述環(huán)套工裝可以作為夾具中對(duì)外螺紋進(jìn)行定位的元件，也可以作為檢測(cè)外螺紋形位公差的輔助工裝。