工具显微镜检测外螺纹参数

时间：2023-11-01 百科知识版权反馈

【摘要】：大型工具显微镜是一种用以测量长度和角度的精密光学仪器。在大型工具显微镜上测量螺纹常用的测量方法有影像法、灵敏杠杆法、轴切法等。本项目采用影像法测量螺纹参数。同时，依靠纵、横向千分尺的移动，以及工作台、目镜度盘的转动取得数据。②根据被测螺纹的直径，从仪器说明书中查出适宜的光阑直径，然后调好光阑的大小，同时检查工作台的刻度是否对准零位。

一、实验目的①掌握影像法测量螺纹主要参数的方法。

②了解工具显微镜的结构及测量原理。

③加深对普通螺纹参数定义的理解。

二、实验设备

大型工具显微镜是一种用以测量长度和角度的精密光学仪器。在大型工具显微镜上测量螺纹常用的测量方法有影像法、灵敏杠杆法、轴切法等。本项目采用影像法测量螺纹参数。外形结构如图25．1所示，由机座组、支臂支座组、物镜棱镜组、目镜组、照明组等部分组成。

图25．1 大型工具显微镜外形结构图

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；8，11—转动手轮；9—量块；10—纵向千分尺；12—支座；13—立柱；14—悬臂；15—锁紧手轮；16—升降手轮

大型工具显微镜的光学系统如图25．2所示。

图25．2 大型工具显微镜的光学系统图

1—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—工件；10—物镜与目镜部分

光源1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，再通过透镜7形成一组远心光束，照明被测工件9。通过物镜将放大的工件轮廓成像在目镜分划板上，由目镜进行观察。同时，依靠纵、横向千分尺的移动，以及工作台、目镜度盘的转动取得数据。

工具显微镜附有测角目镜、螺纹轮廓目镜和曲率轮廓目镜3种，以适应不同的用途。其中测角目镜用途较广。

图25．3（a）为目镜外形图，图25．3（b）为目镜结构原理图。在分划板中央刻有米字线，其圆周刻有0°～359°的刻度线。转动手轮3，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1′。当该目镜中固定游标的零度线与度值的零位对准时，则米字线中间的虚线“O—O”正好垂直于仪器工作台的纵向移动方向。

图25．3 测角目镜

1—中央目镜；2—分划板；3—手轮；4—反射镜；5—角度读数目镜；6—角度固定游标

三、实验原理及步骤

①将工件小心地安装在两顶尖之间，拧紧顶尖的紧固螺钉，以防工件掉下打碎工作玻璃台。

②根据被测螺纹的直径，从仪器说明书中查出适宜的光阑直径，然后调好光阑的大小，同时检查工作台的刻度是否对准零位。

③按被测螺纹的旋向及螺旋升角γ，转动手轮11，使立柱向一侧倾斜角度γ。

式中 n——螺旋线数；

p——螺距；

d2——螺纹中径。

④旋转手柄16，调整焦距，使被测轮廓影像清晰。

⑤测量螺纹的主要参数。

A．测量单一中径。

a．转动纵向千分尺和横向千分尺，使米字线的交点对准牙侧中部附近的某一点，将米字线中两条相交60°的斜线之一与牙型影像边缘相压，记下纵向千分尺的第一次读数。纵向移动工作台（横向工作不能移动），使米字线的另一斜线与螺纹牙型沟槽的另一侧相应点相压，记下纵向千分尺的第二次读数，看两次纵向读数之差是否为螺距的一半，否则，应对工作台作相应的调整，按上述过程重复进行，直到该牙型的沟槽宽度等于基本螺距的一半为止（此过程是找单一中径），如图25．4所示。记下横向千分尺的第一次读数X1。

图25．4 影像法测量螺纹中径

b．转动立柱倾斜手轮11，使立柱反向倾斜螺旋升角γ。横向移动千分尺（此时工作台不能有纵向移动），使米字线的交点对准另一边的牙侧，记下第二次横向千分尺读数X2。

c．两次读数之差，即为螺纹的单一中径。

测量时，由于安装误差，螺纹轴线可能不垂直于横向移动方向。为了消除这一系统误差，必须测出d2s（左）、d2s（右），取两者的平均值为实际中径，其表达式为：

B．测量螺距。

a．转动纵、横向千分尺，使目镜米字线中虚线O—O在中径上与牙左侧影像相压（一般应使O—O线的宽度一半在牙型轮廓影像外，一半在影像内）。记下纵向千分尺的第一次读数b1，如图25．5所示。

图25．5 影像法测量螺距

b．转动纵向千分尺（横向不动）在旋合长度内使O—O线依次在相邻牙左侧相应点与牙侧影像相压。记下纵向千分尺各点读数b2，b3，…，bn。每相邻两读数值之差，即为被测螺纹的P左i。

c．螺距是为了减少由安装误差而引起的系统误差，可从第N牙的牙型右侧进行回测，依次得出P右i，然后取各牙左右的平均值为单个螺距的实测值Pi。

单个螺距误差：式中 P——螺距公称值。

d．取旋合长度内任意两螺距之间代数差的绝对值中，最大的误差累积值作为螺距累积误差ΔP��。

C．测量牙型半角。