课题五 螺纹的检测
圆柱螺纹的检测
•
用螺纹千分尺测量外螺纹中径时，测得数值是 螺纹中径的实际尺寸，它不包括螺距误差和牙型 半角误差在中径上的当量值，但是螺纹千分尺的 测头是根据牙型角和螺距的标准尺寸制造的，当 被测量的外螺纹存在螺距和牙型半角误差时，测 头与被测量的外螺纹不能很好的吻合，所以测出 的螺纹中径的实际尺寸误差比较大，一般误差在 0.05-0.20mm，因此螺纹千分尺只能用于工序间 测量或对粗糙级的螺纹工件测量。
泰勒原则： 泰勒原则： 实际螺纹的作用中径不能超出其最大实体牙型中径； 实际螺纹的作用中径不能超出其最大实体牙型中径； 而实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出其最小实体 牙型中径。 牙型中径。
作用中径≤ 作用中径≤外螺纹最大实体牙型中径 单一中径≥ 单一中径≥外螺纹最小实体牙型中径 作用中径≥ 作用中径≥内螺纹最小实体牙型中径 单一中径≤ 单一中径≤内螺纹最大实体牙型中径
sin 2 a 2 p AC= 4
1
]
a 2
d0（最佳） OA= 2
CAO=
P AC cos = = 2 OA 2d0(最佳） a d0(最佳）=
P
2cos
a
2 三针法测量精度比目前常用的其他方法的测量精度高，而且在生产条件下 应用也比较方便。 2）量针 从前面的推导可以看出，若对每一种螺距给以相应的最佳量针的直径， 这样量针的种类将达到很多，为了适应各种类型的螺纹，对量针的直径进 行合并以减少规格，当量针直径偏离最佳量针直径很小时，不会对中径检 测产生大的影响。经标准化了的量针直径如表5.13所示. 图5.13是量针的结构图，量针I﹑ II﹑ III3种型号﹑量针的精度分成0
用螺纹千分尺检测外螺纹的中径
螺纹千分尺资讯
• 1）螺纹千分尺的结构和测量原理 • 螺纹千分尺的另一个名字叫螺纹百分尺，其结构造与外 径千分尺相似，差别仅仅在于两个测量头的形状，另外螺 纹千分尺的测量头使用的是插入式，螺纹千分尺的测量头 做成和螺纹牙型相吻合的形状，即一个为V形量头，与螺 纹牙型凸起部分相吻合，另一个为圆锥形测量头与螺纹牙 型沟槽相吻合。 • 这种螺纹千分尺有一套可换测头，每对测头只能用来 测量一定螺距范围的螺纹，所以螺纹千分尺的测量范围分 两个方面：千分尺的测量范围和每对测头所能测量螺距的 范围，千分尺的测量范围有：0-25mm﹑25-50mm﹑5075mm﹑75-100mm﹑100-125mm等。
APISPECSTD5B螺纹加工测量和检验规范知识
二、螺纹的测量和检验
螺纹高度（齿高）的测量： ●螺纹高度（齿高）标准值、误差范围及内控：
行。
图2.15 用于规格不大于3的内螺纹高度量规
二、螺纹的测量和检验
螺纹高度（齿高）的测量：
●定义：螺纹牙顶与螺纹根部之间垂直于螺纹轴线的 距离。
●量规触头：圆螺纹高度量规触头应呈锥形，最大夹 角50º，并不与螺纹侧面接触。
●螺纹高度量规（齿高表）的调整：使用前，量规应 根据所测螺纹的形式（10牙/in或8牙/in）调整置入U 形槽内，将确定螺纹高度偏差的指示表调整到零位。 在V形槽标准校对块与U形槽标准校对块上量规读数 波动不得超过0.0005in（0.0127mm）。
图2.9 用于规格小于4 1/2的典型内螺纹锥度规
图2.2 套管和油管圆螺纹牙形直径上锥度为62.5mm/m
二、螺纹的测量和检验
锥度测量：
●锥度规：外螺纹使用外螺纹锥度量规（锥度表）；≤41/2in 和>41/2in的内螺纹，分别用两种不同的内螺纹锥度规测量。
●锥度的测量步骤：测量时，将量规调节臂调至相应的规格， 固定的球形触头应置于首牙完整螺纹螺纹的牙槽内，固定 触头保持不动，测杆上的触头作小圆弧摆动，调节指示表， 使零位与最大度数重合；以同样的方法，在相对于螺纹轴 线的相同径向位置上，在规定间距内进行连续测量（如： 2-7/8″不加厚油管测量间距为10牙）。对于油管，测量应 在完整螺纹螺纹全长范围内按规定间距进行，连续测量的 差值即为该段螺纹的锥度。
螺纹的测量学习.pptx
)
ctg 22
2
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（3）在三坐标万能显微镜上测量
d2 D H
D M1 (a b) H P ctg
22
d2
M1 (a b)
P 2
ctg
2
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2、螺距和牙型半角的测量
(1) 印模法 (2) 在卧式测长仪上用专用测量杆测量螺距 (3) 在工具显微镜上测量螺距 (4) 用不同直径的钢球测量内螺纹的牙型半角
P2
1 pα
d2 = M 8(M d0 ) d0 (1+ sin α ) + 2 ctg 2
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3、单线法
M0 M d
2
2
M0 = M d
2
2
M0 M d
2
2
1 pα d2 = M0 d0 (1+ sin α ) + 2 ctg 2
2
1 pα
d2 = 2M d0 (1+ sin α ) + 2 ctg 2 d
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2
4、在工具显微镜上测量
中径:
d2
=
d2左
+ d2右 2
将显微镜立柱倾斜一个被测螺纹的螺旋升角
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4、在工具显微镜上测量
螺距: P P1 P2 P3 P4 4
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4、在工具显微镜上测量
法向截面 牙型角:
2左 2右
2
2
21 24
2左
2
（轴向）牙型角:
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根据接触表面的摩擦性质分
滑动螺旋传动：最常用。 滚动螺旋传动：适用于传动精度、灵敏度要求高的场合。 新型螺旋传动：如静压螺旋传动，谐波螺旋传动等。
《互换性与技术测量》教学大纲及教案
《互换性与技术测量》课程教学大纲课程名称：互换性与技术测量课程代码：14627 学时：42学时适用专业：机械设计制造及其自动化，车辆工程，热能工程，农业机械，材料成型及控制工程，机械电子工程，测控技术及仪器等专业。
参考教材：《互换性与技术测量》，韩进宏编著，机械工业出版社。
一、课程性质、目标本课程是一门机械通用工种具有实践的技术基础课，属工程技术基础课的性质，应用性极强，以理论课或设计课为基础，应用几何量公差设计知识和检测知识，为专业课或工艺课进行设计，特别是保证零件（或部件）的工作功能进行几何方面的精度设计，给出合理的公差范围，使误差被较好地控制在合理的区间内，是机械零部件功能实现和工作寿命的保障和措施的体现。
课程目标就是：为在培养应用型高级工程技术人才的过程中，提供机械零部件几何精度设计理论和方法，并让学生熟悉相关国家标准及典型几何量测量技术。
二、课程的重点、难点及解决办法1．几何量测量基础一章是测量技术方面的重点内容，难点是涉及计量学范畴宽广，学生不易理解，解决办法是对常用仪器或量具规范分类，明确测量方法属性和常用计量技术指标的含义。
2．形位公差与尺寸公差之间关系（公差原则）为基础部分的重点与难点并存的内容，教师不易讲清，学生更难学懂，也是本课程中间时段的关键环节，处理不好的话，会影响学生对后面特殊用途零件精度问题的理解，特别是量规、齿轮等类型的精度问题，解决方法是，采取分析过程条理化（将大难点化为若干小难点）、应用特征明显化（不同公差原则有显著不同地方，但相互之间又有联系）、讲解概念准确清楚化（各个小难点被击破），实质要点就被抓住了。
3．齿轮精度标准是本课程最难理解的难点问题，又是课程近尾声处的重点内容，机械中用齿轮的地方实在太多了，不懂怎么行呢？解决办法是追溯齿轮渐开线的形成原理，齿轮加工过程的影响因素，然后针对标准规定项目深入浅出地讲解，引领学生学会对复杂问题进行分解处理，以不屈不挠的精神认真地对待每项指标的含义，概念清楚为最好是学习这一部分内容的根本所在，再配以多媒体图片的讲解方法，使问题清晰明了。
螺纹检测
Hale Waihona Puke （3）单针测量法。这种方法的特点是只需使用一根测量针放 置在螺旋槽中，用千分尺量出螺纹大径与量
针顶点之间的距离A，如图5.33所示。
图5.33 单针测量法
其计算公式如下：
式中：A—千分尺测得尺寸值，mm； d0—螺纹大径实际尺寸，mm。
三、 蜗杆的检测
蜗杆主要的测量参数有：齿顶圆直径ｄａ、 分度圆直径ｄ１、 轴向齿距 Ｐｘ和齿厚 ｓ。齿顶圆直径 ｄａ可用千分尺测量； 轴向齿距 Ｐｘ可用钢直尺或游标卡尺粗略测量； 分度圆直径 ｄ１可用三针或单针测量。 用三针 （或单针） 测量分圆直径 的量针直径和 Ｍ 值 （或 Ａ值） 的计算公可查表获得。
螺纹检测
主讲：郭长利
一、三角形螺纹的测量。
三角形螺纹的测量一般使用螺纹量规进行 综合测量，也可以进行单项测量，单项测量 指的是螺纹的大径和中径等分项测量。
综合测量是对螺纹的各项精度要求进行 综合性的测量。
① 单项测量法。 单项测量是选择合适的量具来测量螺纹的某 一项参数的精度。
常见的有测量螺纹的顶径、螺距、中径。 由于螺纹的顶径公差较大，一般只需用游 标卡尺测量即可。
图5.16 三角形螺纹中径的测量
② 综合测量。 综合测量是采用螺纹量规对螺纹各部分
主要尺寸同时进行综合检验的一种测量方法。 这种方法效率高，使用方便，能较好保
证互换性，广泛应用于对标准螺纹或大批量 生产的螺纹工件的测量。
螺纹量规包括螺纹环规和螺纹塞规两种， 而每一种又有通规和止规之分，如图5.17所 示。
图5.14 用钢直尺测量螺距
图5.15 用螺距规测量螺距
三角形螺纹的中径可用螺纹千分尺测量， 如图5.16所示。
螺纹千分尺的结构和使用方法与一般千 分尺相似，其读数原理与一般千分尺相同， 只是它有两个可以调整的测量头（上测量头、 下测量头）。
万能工具显微镜的外螺纹测量原理和检测方法
万能工具显微镜的外螺纹测量原理和检测方法摘要：本文主要概括性的介绍了基于万能工具显微镜及CCD的外螺纹尺寸测量前所做的关于实验环境的前期准备工作。
螺纹参数测量之前，首先要对外螺纹的参数要有详细清楚的了解，确定评价螺纹性能所需要的参数。
为实现机器视觉，需要确定所使用的CCD相机以及合适的光学系统。
对于目前万能工具显微镜现有的光学系统以及所需使用的照明环境进行了探索。
关键词：万能工具；工具显微镜；测量原理；检测方法1相关概念及原理概述1.1万能工具显微镜万能工具显微镜是采用光栅细分和数字化技术的一种高效率的光学计量仪器，具有读数直观、简便和提高工作效率等特点，广泛地应用于各企业的计量检测、各级检测和校准试验室以及其他科学研究等部门的计量检测工作。
仪器可用影像法、轴切法或接触法按直角坐标或极坐标对机械工具和零部件的长度、角度和形状进行精密测量。
主要测量对象有：刀具、量具、模具、样板、螺纹和齿轮类工件及其它小型精密机械零件。
1.2螺纹参数测量原理借助于万能具显微镜进行手动方式测量外螺纹参数过程繁琐，而且精度也比较低，主要用于精度要求不高的场合。
如果要求精度高、速度快，必须寻求其他更快捷的方法，机器视觉测量则可以实现这一需求。
机器视觉测量则是借助于计算机实现图像的拍摄、处理与测量。
首先由图像采集设备拍摄图片并保存，之后经过用户编写的图像处理软件对采集到的图片进行处理，提取出螺纹牙型轮廓之后进行相关的测量。
但是对于螺纹参数的测量，首先要明白螺纹参数的定义。
图螺纹参数定义中轮廓线均是直线，所以在经过算法提取出螺纹轮廓之后，需要选择合适的直线拟合算法将轮廓拟合成直线才能进行测量算法的验证。
2 检测系统配置需求本研究是基于万能工具显微镜的硬件和光学系统平台进行硬件上的改进之后，开发出螺纹参数测量系统，实现外螺纹参数的自动化测量。
在显微镜平台上，需要添加相机、光栅位移传感器、数据采集卡、位移数显表等。
检测系统工作原理如图2-1所示。
螺纹粗糙度检测方法
螺纹粗糙度检测方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：螺纹粗糙度检测方法是工业生产中常见的一种质量检测方法。
螺纹是工件表面上的螺旋凸起，具有一定的坡度和形状。
在工业生产中，螺纹通常用于连接两个零件，传递力量和运动。
螺纹的质量直接影响着零件的装配精度和工作效率。
在生产过程中对螺纹粗糙度进行检测是非常重要的。
螺纹粗糙度检测方法主要有两种：表面粗糙度检测和形态粗糙度检测。
表面粗糙度检测是通过表面粗糙度仪等设备对螺纹表面的形态进行测量和分析，得出螺纹表面的粗糙度参数。
形态粗糙度检测是通过光学显微镜等设备对螺纹的形状和尺寸进行测量和分析，得出螺纹的形态参数。
这两种方法可以结合使用，以更全面地评估螺纹的质量。
除了表面粗糙度和形态粗糙度检测方法，还有一些其他螺纹粗糙度检测方法。
声波检测、磁粉检测、渗透检测等。
这些方法可以用于检测螺纹的内部缺陷和裂纹，提高螺纹的质量和安全性。
螺纹粗糙度检测是工业生产中非常重要的一个环节。
通过精确的检测方法，可以及时发现螺纹表面和内部的缺陷，提高螺纹的质量，保证零件的装配精度和工作效率。
在生产过程中要重视螺纹粗糙度检测，采用合适的检测方法和设备，确保螺纹的质量达到标准要求。
【文章2000字】第二篇示例：螺纹是机械零件中常见的连接方式，其质量直接关系到整个机器设备的正常运行。
螺纹的粗糙度是评判螺纹质量的重要指标之一，粗糙度不合格会导致螺纹连接不紧密，影响整个设备的工作效率和稳定性。
对螺纹的粗糙度进行检测是非常关键的，下面将介绍一些螺纹粗糙度检测的方法。
一、光学显微镜法光学显微镜是一种常用的螺纹粗糙度检测仪器，它可以通过放大镜头观察螺纹表面的细微结构，从而确定螺纹的粗糙度。
在使用光学显微镜检测螺纹粗糙度时，需要先将待检测的螺纹样品固定在显微镜台上，然后调整焦距和放大倍数，观察螺纹表面的形状和纹理。
通过比较观察结果和参考标准，可以判断螺纹的粗糙度是否合格。
二、表面粗糙度仪法表面粗糙度仪是一种专用于检测材料表面粗糙度的仪器，它利用接触式或非接触式的方法测量材料表面的纹理和高低起伏。
检测螺纹大小的方法
检测螺纹大小的方法（1）检测小尺寸螺纹（如M6×1,M6×0.75,M5×0.8等）。
（2）检测大尺寸螺纹(如M132×1.5/K25JL3,M147×1.5/MMD152JL1等)。
（3）螺纹实际加工过程中，现场检测，判断中径是否加工到尺寸时。
在这种情况下，作为检测人员，我们就思考，能否找到一种既不损失测量精度又能提高检测速度的测量方法来对上述三种状况下的螺纹进行检测呢？通过对中径测量六种方法的研究，结合三针法和单针法的特点，经过试验，总结出异于传统两针法（双侧两针法）的两针法（单侧两针法）。
1 三针法具体步骤我们以普通螺纹塞规为例说明一下三针检测外螺纹中径的一般步骤。
假定被检螺纹塞规的理论中径为d 2，牙形角为α，螺距为ｐ。
简述如下： （１） 由公式ｄＤ＝p ／２ｃｏｓ（α／２）计算出最佳针径ｄＤ，根据计算结果，选择适当的三针直径ｄ针。
（２） 由公式Ｍ＝d 2+ｄ针［１＋）α2sin(1］－2pｃｔｇ（α／２）计算出用三针测量时的理论Ｍ值，并根据Ｍ值选择适当的千分尺。
（３） 测量：将三针依次放入被测件两侧适当的牙形后，轻微调节千分尺的测头，使得千分尺的测头、测帧与三针接触适当（千分尺在螺纹塞规轴向找到最小点，径向找到最大点，用手指轻触三针，三针均不活动）后，读出数据Ｍ′。
（４） 用实际Ｍ′值与理论Ｍ值比较，换算出实际中径的数值，判断其是否合格。
图２ 图１测帧 这是三针法检测常用外螺纹中径的一般步骤。
如上图所示：图1为三针测量时千分尺与三针以及被测螺纹之间接触示意图；图2为千分尺与三针在测量时最佳位置的平面示意图。
由图示我们很容易看出，三针法测量时，我们很难一次性使千分尺的测头找到最佳位置（如图2所示，只有当三角形的顶点A 正好在其对边的中垂线上时，千分尺的测头才是最佳位置），尤其在测量较小螺纹时，更是要反复多次调节千分尺的测头，才能找到最佳位置。
项目五螺纹加工任务四G76内螺纹
数控一体化授课教案授课课题：项目5、螺纹加工G76目的要求：1、掌握螺纹加工指令G92的使用范围及编程技能技巧。
2、掌握内/外圆柱、圆锥的粗、精加工程序设计思想。
3、能合理选择数控车削加工的切削用量。
4、培养学生独立操作能力。
操作要领：4、掌握螺纹程序校验的方法和步骤。
注意事项：（1）装螺纹刀时，刀尖必须与工件轴线等高，刀两侧刃角平分线与工件轴线垂直。
（2）螺纹切削时必须采用专用的螺纹刀具，螺纹车刀角度的选取决定螺纹牙型。
使用工具、材料、设备：GSK980数控车床教研室主任审阅签名：教务处复查签名：教学系检签名：板书：重点：难点：A、组织教学1）考勤、检查学生出勤情况2）检查工装学生工帽穿戴情况精神状态3）宣布授课内容及有关要求B、入门指导巩固复习上节课所讲内容并进行提问，引入新课。
课题螺纹加工G76在普通车床上经常加工带螺纹的轴套类零件，但需要熟练的手工操作技能，在数控上通过一个简单的指令就可以完成加工螺纹时所有的动作，如果能合理选用指令中各参数值，同样可以到达螺纹的加工要求。
一、的目的和要求：1、掌握螺纹加工指令G76的使用范围及编程技能技巧。
2、掌握内/外圆柱、圆锥的粗、精加工程序设计思想。
3、能合理选择数控车削加工的切削用量。
4、掌握螺纹程序校验的方法和步骤。
5、培养学生独立操作能力。
6、熟练运用仿真软件的模拟加工。
二、器具及材料的准备一、数控车床（系统：FANUC 0i）。
二、游标卡尺、千分尺、扳手、铁屑刷、垫片、螺纹环规等。
三、60°外螺纹刀、切槽刀。
四、宇龙（宇航）仿真软件（系统：FANUC 0i）。
三、基础知识七、多重螺纹切削循环G76指令格式：G76 P（m）（r）（a） Q（△dmin） R（d）；G76 X（U） Z（W） R（i） P（k） Q（△d） F（I）；指令功能：通过多次螺纹粗车、螺纹精车完成规定牙高（总切深）的螺纹加工，如果定义的螺纹角度不为0°，螺纹粗车的切入点由螺纹牙顶逐步移至螺纹牙底，使得相邻两牙螺纹的夹角为规定的螺纹角度。
如何检测螺纹
STEP 1
-.004 -.004
-0+
-0+
STEP 2
-.004 -.004
外螺纹加工过程控制
PITCH DIAMETER SIZE
-0+
FUNCTIONAL SIZE
-0+
STEP 3
-.004 -.004
-0+
-0+
STEP 4
-.004 -.004
System 22 的应用领域
Manufacturing Inspection.制造业检测 Inspection.制造业检测 Manufacturing Process Control.制造业过程控制 Control.制造业过程控制 Final Inspection.产品终检 Inspection.产品终检 Receiving Inspection.产品验收 Inspection.产品验收 Quality Audit Inspection.品质监查 Inspection.品质监查 Final Conformance. 与标准的最终一致性 Referee Gaging. 量仪校验 Statistical Process Control. 统计过程控制
矛盾2 一方面大量紧固件制造商在国内建厂， 矛盾2：一方面大量紧固件制造商在国内建厂，带来国外的制造及
检测技术；另一方面国内大部分技术人员对国外引进的检测设备、技 检测技术；另一方面国内大部分技术人员对国外引进的检测设备、 术了解很少，难以应付， 术了解很少，难以应付，设备是否合格在国内也找不到相关部门进行 鉴定，完全被动依赖国外公司。 鉴定，完全被动依赖国外公司。
Minimum Material Limit * Pitch Diameter * Enough Material??
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课题五螺纹的检测螺纹连接是机械机械制造中应用广泛的一种连接形式，测量方法包括综合测量和单项测量，综合测量采用螺纹量规和光滑极限量轨联合检验螺纹合格性（如图5-1所示），适合于批量生产。
单项测量主要用于检查精密螺纹及分析各个参数的误差产生的原因。
本课题针对实例，结合课堂的公差理论，应用单项测量的方法对螺纹进行检测，并判断螺纹的适用性。
图5-1螺纹量规一、实验目的1.熟悉用螺纹千分尺测量螺纹中径原理2.掌握用螺纹千分尺测量螺纹中径的方法二、测量原理及计量器具使用说明对于精度要求不高的螺纹，可以用螺纹千分尺检测中径。
其使用方法与外径千分尺相同，不同之处是要选用专用测头。
每对测头只能测量一定螺距范围的螺纹中径。
如图5-2所示。
图5-2 螺纹千分尺和中径测量示意图1、2—砧头；3—样板用螺纹千分尺测量螺纹中径的测量误差主要来源于被测螺纹的螺距误差和牙型半角的误差以及螺纹千分尺本身的误差。
螺纹千分尺的误差来源于测量压力和可换测头侧端角度的误差、圆锥测头工作面曲线和三棱测头工作面二等分线的重合性误差以及千分尺螺旋机构的误差等。
螺纹千分尺分度值为0.01mm。
螺纹千分尺的测量范围为0~25、25~50、75~100等，单位为mm.三、测量步骤1．选择测头：根据螺纹的螺距选择适应的测头。
2．校正螺纹千分尺零位，擦净仪器和工件。
3．将工件放入两测头中，正确找到测量位置，分别在四各等距截面（指横剖面）内测量中径。
取它们的平均值作为螺纹的实际中径。
4．整理数据并判断被测螺纹的中径的适用性。
四、思考题1.用螺纹千分尺检测螺纹中径时，不同的螺纹螺距为什么要选择不同的测头？2.螺纹中径、螺纹单一中径和作用中径有何区别？一、实验目的1．熟悉用三针法测量螺纹中径的原理和方法2．掌握杠杆千分尺的读数原理和使用方法3．练习查阅螺纹公差表格 二、计量器具说明及测量原理杠杆千分尺的测量范围有0-25、25-50、50-75、75-100四种，单位为mm ，分度值为0.001mm 。
如图5-3所示，它有一个活动量铁砧2，其移动量由指示表7读出。
测量前将尺体5装在尺座上，然后校对千分尺的零位，使刻度套管3、微分筒4和指示表7的示值都分别对准零位。
测量时，当被测螺纹放入或退出两个量砧之间时，必须按下右侧的按纽8使量砧离开，以减少量砧的磨损。
在指示表7上装有两个指标6，用来确定被测螺纹中径上、下偏差的位置，以提高测量效率。
图5-3 杠杆千分尺1—固定量砧；2—活动量砧；3—刻度套筒；4—微分筒；5—尺体；6—指标；7—指示表；8—按钮；9—活动量砧锁紧环；10罩盖三针法主要用于测量精密螺纹的中径，它是由三根直径相等量针放在螺纹槽中，用杠杆千分尺量出尺寸M （如图5-4）。
由螺纹各参数的几何关系，换算出被测螺纹中径实际尺寸2d 。
2cot 22/sin 1102ααp d M d +⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=式中 0d ——三针直径 p ——螺距2α——螺纹牙型半角图5-4测量原理图 对于普通螺纹α=060，则2d =M —30d +0.866P为消除牙型半角误差对测量结果的影响，应使量针在中径线上与牙侧接触，这样的量针直径称为最佳量针直径最佳0d 。
最佳0d =2p cos 2α对于普通螺纹α=060，则最佳0d =0.577P在实际测量中，如果成套三针中没有最佳直径三针，可选用直径接近的三针来测量。
测量M 值所用的量具应根据测量精度要求进行选择，本实验选用的是杠杆千分尺。
三、实验步骤1．根据被测螺纹的螺距，计算并选择最佳量针直径最佳0d ，如果成套三针中没有最佳直径三针可选用直径接近的三针来测量。
2．擦净仪器、三针及被测工件，在尺座上安装好杠杆千分尺和三针（如图5-3所示）。
3．将三针放入螺纹牙凹中，旋转杠杆千分尺的微分筒，使两端测量头与三针接触，然后读出尺寸M 的数值。
4．在同一截面相互垂直的两个方向上测出尺寸M ，并按平均值计算螺纹中径，然后判断螺纹中径的适用性。
四、思考题1．用三针法测量螺纹中径属于哪一种测量方法？为什么要选用最佳三针直径？2．用三针法测量中径时，有哪些测量误差？实验5-3 用大型工具显微镜测量外螺纹各项参数一、实验目的1．了解工具显微镜的应用场合及结构特点2．掌握工具显微镜测量原理及使用方法3．熟悉用工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法二、仪器结构及测量原理1．仪器结构大型工具显微镜的外形如图5-5所示，它主要由目镜1、圆工作台6、底座8、支座13、立柱14、立臂15和千分尺7、11等部分组成。
转动手轮12，可使立柱绕支座左右摆动，转动手轮9，可使工作台绕轴心线旋转；转动千分尺旋钮11、7，可使工作台纵向、横向移动。
图5-5大型工具显微镜外形图1—目镜；2—照明灯；3—物镜管座；4—顶尖架；5—工作台；6—横向千分尺；7—底座；8—转动手轮；9—量块；10—纵向千分尺；11—立柱倾斜手轮；12—支座；13—立柱；14—悬臂；15—锁紧手轮；16—升降手轮2．仪器的光学系统大型工具显微镜的光学系统如图5-6所示。
光源发出的光经聚光镜2、滤光镜3、可变光阑5、反射镜6后垂直向上，再经过透镜7形成一组远心光束，照明被测工件，照明被测工件9。
通过物镜把放大的工件轮廓成像在目镜分划板上，然后又目镜进行观察。
同时，依靠纵向、横向千分尺的移动，以及工作台、目镜度盘的移动取得数据。
图5-6 工具显微镜的光学系统1—主光源；2—聚光镜；3—滤光镜；4—透镜；5—可变光阑；6—反射镜；7—透镜；8—工作台；9—被测工件；10—显微镜物镜与目镜部分；3．测量原理用大型工具显微镜测量螺纹采用的是影像法。
影像法是指用工具显微镜将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像来测量其螺距、牙侧角和中径，也可测量其大径和小径。
4．仪器的测角目镜工具显微镜附有测角目镜、螺纹轮廓目镜和曲率轮廓目镜三种，以适应不同的用途。
其中测角目镜（如图5-7）用途较广。
图5-7（a）所示为目镜外形，图5-7（b）所示为目镜的结构原理。
在分划板中央刻有米子线，其圆周刻有0°～359°的刻度线。
转动手轮，可使分划板回转360°。
分划板的右下方有一角度固定游标，将分划板上1°的距离又细分为60格，每格表示1ˊ。
当该目镜中固定游标的零度线与度值的零位对准时，则米子线中间的虚线“A-A”正好垂直于仪器工作台的纵向移动方向。
图5-7测微目镜5．大型工具显微镜的技术规格纵向测量范围 0～150mm 横向测量范围 0～50mm 分度值 0.01mm圆工作台角度示值范围 0°～360°，分度值3ˊ 测角目镜角度示值范围 0°～360°，分度值1ˊ 立柱倾斜角度范围 ±12°三、螺纹各个参数的测量 1．中径的测量中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的素线通过螺纹牙上沟槽和凸起两者宽度相等的地方，互相旋入的内外螺纹其公称中径相同。
对于单线螺纹，它的中径也等于在轴线截面内，沿着与轴线垂直的方向量得两个相对牙型侧面间的距离。
由于投影到显微镜视场中之轮廓不是螺纹轴向截面的轮廓，这时测量螺纹中径2d 及牙型半角2α，就会引起误差，因此需将立柱顺着螺旋线方向倾斜一个螺纹升角 β 由下式计算：tan β =2d np π 式中：n —螺纹线数 p —螺距 2d --螺纹的中径如下图，先使米字线分划板的中央虚线与螺纹牙型轮廓中部附近对准，由横向千分尺记下第一次读数，然后将显微镜立柱反向倾斜螺旋升角β，横向移动工作台，使中央虚线与对牙型轮廓对准（注意纵向不能动），由横向千分尺读出第二次读数，两次读数之差即为螺纹实际中径（如图5-8）。
为消除安装误差的影响，必须测出 左2d 和 右2d 取二者平均值为实际中径a d 2。
既a d 2=222右左d d +图5-8中径测量原理2．螺距的测量相邻牙在中径线（中径圆柱母线）上对应两点间的轴向距离为螺距P 。
因此测完螺纹中经后，使米字线分划板的中央虚线不动，并记下纵向千分尺第一次读数，然后纵向移动工作台，使米字线分划板的中央虚线与相邻的同侧牙型中部轮廓对准，记下第二次读数，两次读数之差即为螺距。
为减少安装误差的影响，亦须测出左P 和右P 取二者平均值做为测量结果a P 。
如图5-9所示。
2右左P P P a +=顺次测量各个螺距的a P 值，即可得出单个螺距的误差值P ∆=a P - p ，然后在旋合长度内，找出n 个螺牙之间的实际距离与公称距离的最大值（取绝对值）定为螺距累积误差P ∆∑ =nP nPa -图5-93． 测量牙型半角螺纹牙型半角 是指在螺纹牙形上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。
测量时，转动纵向和横向千分尺并调节手轮（如图5-7），使目镜中的A-A 虚线与螺纹投影牙型的某一侧面重合（如图5-10）。
此时，角度读数目镜中显示的读数，即为该牙侧的半角数值。
图5-10在角度读数目镜中，当角度读数为00'︒时，则表示A-A 虚线垂直于工作台纵向轴线如图5-11（a ）。
当A-A 虚线与被测螺纹牙型对准时，如图5-11（b ）所示，得该半角的数值为同理，当A-A 虚线与被测螺纹牙形另一边对准时，如图5-11（c ）所示，则得另一半角的数值为830)(2'︒=左α如图5-112α65294330360)(2'︒='︒-︒=右α为了消除被测螺纹的安装误差的影响，需分别测出)(2Ⅰα、)(2Ⅱα、)(2Ⅲα、)(2Ⅳα如图5-10 所示，并按下述方式处理：222)(2（Ⅳ）（Ⅱ）左ααα+=222)(2（Ⅲ）（Ⅰ）右ααα+= 将它们与牙形半角公称值（2α）比较，则得牙形半角误差为22)(2ααα-=∆（左）左22)(2ααα-=∆（右）右22)(22（右）左ααα∆+∆=∆为了使轮廓影像清晰，测量牙形半角时，同样要使立柱倾斜一个螺旋升角β。
三、实验步骤1．净洁仪器的顶尖和工件，并把工件装在顶尖上。
2．根据所测螺纹的尺寸，由仪器附表中查出适宜的光圈直径，并调整光圈的大小。
3．将立柱倾斜被测螺纹螺旋升角β。
4．调整物镜的焦距（进行粗、细调整），使被测螺纹影象清晰。
5．测量螺纹中径a d 2。
6．测量螺距a P ，螺距误差P ∆和螺距累计误差P ∆∑ 。
7．测量螺纹牙型半角误差∆2a。
8．整理数据，根据结果计算螺纹的作用中径，并查表判断该被测件的合格性。
四、思考题1．用影象法测量螺纹的各项参数，为什么要使立柱倾斜一个螺纹升角？2．简述影像法测量外螺纹牙型半角的步骤和数据处理。