專利名稱：梯形螺紋卡規及其用于檢測螺紋中徑的檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種螺紋中徑的尺寸檢測工具及檢測方法，尤其是涉及一種梯形螺紋卡規及其用于檢測梯形螺紋的中徑的檢測方法。
背景技術：
梯形螺紋一般分為米制(牙型角為30° )和美制梯形愛克母螺紋(牙型角為29° )，牙型為等腰梯形，主要用于傳動、緊固連接和位置調整中。梯形螺紋在加工時，需要對螺紋大徑、中徑、小徑、螺距、牙型角、牙型高度等進行檢測。其中，對于螺距、牙型角的檢測，可以通過標準螺紋樣板進行檢測；而對于梯形螺紋中徑的檢測，主要通過螺紋量規(塞規或環規)來完成，然而對于大尺寸的梯形螺紋工件，需要使用大量程的螺紋量規檢測，操作非常不便，檢測繁瑣。而且塞規或環規的價格較高，提高了檢測成本。
發明內容
有鑒于此，本發明的第一個目的是提供一種結構簡單、加工成本較低、方便操作的梯形螺紋中徑的尺寸檢測工具。為了達到上述目的，本發明提供一種梯形螺紋卡規，其用于檢測待測梯形螺紋的中徑，其特征在于，它包括薄板狀的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板上分別具有多個與所述待測梯形螺紋的螺距和牙型角相同的梯形齒，相鄰兩個梯形齒之間形成梯形槽，其中:
在所述待測梯形螺紋的大徑公差范圍內取一圓周作為基準線，所述待測螺紋的中徑為公差最大值時，所述基準線與所述待測梯形螺紋的牙型斜邊相交的兩個交點之間的距離為所述第一卡板的梯形槽的槽底寬度；所述待測螺紋的中徑為公差最小值時，所述基準線與所述待測梯形螺紋的牙型斜邊的延長線相交的兩個交點之間的距離為所述第二卡板的梯形槽的槽底寬度。較佳地，所述基準線的直徑尺寸靠近所述待測梯形螺紋的大徑公差范圍的上限。較佳地，所述第一卡板的梯形齒高度小于或者等于所述待測梯形螺紋的牙型高度。較佳地，所述第二卡板的梯形齒高度小于或者等于所述待測梯形螺紋的牙型高度。較佳地，所述第一卡板、所述第二卡板上還分別具有供手持操作的柄部。由于梯形螺紋的縱截面是個等腰梯形，由于牙型角固定，中徑圓周線到梯形上底邊的距離為定值，中徑設定為定值，通過函數可以計算出等腰梯形上底邊的寬度(牙頂寬)。基于這樣的原理，通過設定螺紋頂徑圓周線為工藝基準(即等腰梯形的上頂邊到中徑圓周線的距離固定)，通過測量牙頂的寬度，可以間接的得出中徑的尺寸。而本發明的梯形螺紋卡規根據待測梯形螺紋的尺寸公差確定第一卡板和第二卡板的梯形槽的槽底寬度，將第一卡板和第二卡板的梯形槽的槽底寬度與待測梯形螺紋的牙頂寬度比較，判定牙頂寬度是否在尺寸公差范圍內，從而間接地判定待測梯形螺紋的中徑是否在尺寸公差范圍內。本發明的另一個目的是提供一種采用上述的梯形螺紋卡規用于檢測螺紋中徑的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:
(I)公差上限檢測:將所述第一卡板卡入待測梯形螺紋上，并輕壓使所述第一卡板與所述待測梯形螺紋的牙型相嚙合貼緊，以所述第一卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，水平擺動所述第一卡板的另一端。(2)公差下限檢測:將所述第二卡板卡入所述待測梯形螺紋上，并輕壓使所述第二卡板與所述待測梯形螺紋的牙型相嚙合貼緊，以所述第二卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，水平擺動所述第一卡板的另一端。較佳地，所述第一卡板或所述第二卡板沿所述待測梯形螺紋的軸向垂直卡入所述待測梯形螺紋上。較佳地，步驟(I)中，沿與螺紋旋向相反的方向水平擺動所述第一卡板的另一端。較佳地，步驟(2)中，沿與螺紋旋向相反的方向水平擺動所述第二卡板的另一端。進行公差上限檢測時，當第一卡板的梯形槽的槽底與待測梯形螺紋的牙頂完全無縫接觸時，以所述第一卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，可以水平擺動所述第一卡板的另一端一定距離，表明待測梯形螺紋的牙頂寬度小于第一卡板的梯形槽的槽底寬度，從而判定待測梯形螺紋的中徑小于公差上限。當第一卡板的梯形槽的槽底與待測梯形螺紋的牙頂存在縫隙時，無法水平擺動所述第一卡板的另一端，表明待測梯形螺紋的牙頂寬度大于第一卡板的梯形槽的槽底寬度，從而判定待測梯形螺紋的中徑大于公差上限。進行公差下限檢測時，當第二卡板的梯形槽的槽底與待測梯形螺紋的牙頂完全無縫接觸時，以所述第二卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，可以水平擺動所述第二卡板的另一端一定距離，表明待測梯形螺紋的牙頂寬度小于第二卡板的梯形槽的槽底寬度，從而判定待測梯形螺紋的中徑小于公差下限。當第二卡板的梯形槽的槽底與待測梯形螺紋的牙頂存在縫隙時，無法水平擺動所述第二卡板的另一端，表明待測梯形螺紋的牙頂寬度大于第二卡板的梯形槽的槽底寬度，從而判定待測梯形螺紋的中徑大于公差下限。只有待測梯形螺紋的中徑同時滿足小于公差上限及大于公差下限時，待測梯形螺紋的中徑尺寸才符合尺寸公差要求。采用本發明的梯形螺紋卡規進行直觀的檢測后，待測梯形螺紋的中徑既小于公差上限又大于公差下限時，即可快速判定待測梯形螺紋符合加工的中徑尺寸公差要求。相較于現有技術，本發明提供的梯形螺紋卡規結構簡單、重量輕、操作方便，能夠快速、直觀地測試待測梯形螺紋的中徑是否符合尺寸公差要求，而且本發明提供的梯形螺栓卡規加工成本低廉，大大降低了大尺寸梯形螺紋的檢測成本。本發明提供的梯形螺紋中徑的檢測方法步驟簡單、操作簡易、檢測結果直觀、容易掌握。
圖1為本發明梯形螺紋卡規的第一卡板的結構示意圖。圖2為圖1中局部K的放大圖。圖3為美制ACME梯形外螺紋的公差帶圖。
圖4為本發明梯形螺紋卡規的第一卡板使用狀態的俯視示意圖。圖5為本發明梯形螺紋卡規的第一卡板使用狀態的立體示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。請參閱圖1至圖5，本發明提供一種梯形螺紋卡規，其用于檢測待測梯形螺紋100的中徑，它包括薄板狀的第一卡板10和第二卡板(圖中未示)。所述第一卡板上具有供手持操作的柄部11。所述第一卡板和所述第二卡板上分別具有多個與所述待測梯形螺紋100的螺距和牙型角相同的梯形齒12，相鄰兩個梯形齒12之間形成梯形槽13。所述第二卡板的外形與所述第一卡板的外形相同，區別僅在于梯形槽的槽底寬度不同。在本實施例中，待測梯形螺紋為美制ACME梯形螺紋，其牙型角為29°。請參閱圖2及圖3，所述第一卡10與所述第二卡板的梯形槽的槽底寬度通過以下方式確定:在所述待測梯形螺紋100的大徑公差范圍內取一圓周作為基準線L，所述待測螺紋100的中徑為公差最大值D時，所述基準線L與所述待測梯形螺紋100的牙型斜邊相交的兩個交點之間的距離A為所述第一卡板10的梯形槽13的槽底寬度B1 ;所述待測螺紋100的中徑為公差最小值d時，所述基準線L與所述待測梯形螺紋100的牙型斜邊的延長線相交的兩個交點之間的距離a為所述第二卡板的梯形槽的槽底寬度B2。所述基準線L的直徑尺寸靠近所述待測梯形螺紋的大徑公差范圍的上限。所述第一卡板10的梯形齒12高度小于或者等于所述待測梯形螺紋的牙型高度。所述第二卡板的梯形齒高度小于或者等于所述待測梯形螺紋的牙型高度。請參閱圖4及圖5，采用上述的梯形螺紋卡規用于檢測梯形螺紋中徑的檢測方法，包括以下步驟:
(I)公差上限檢測:將所述第一卡板10沿所述待測梯形螺紋100的軸向垂直卡入待測梯形螺紋100上，并輕壓使所述第一卡板10與所述待測梯形螺紋100的牙型相嚙合貼緊，以所述第一卡板10與所述待測梯形螺紋100嚙合處的一端為轉軸，沿與螺紋旋向相反的方向(圖中扭力F的方向)水平擺動所述第一卡板10的另一端。(2)公差下限檢測:將所述第二卡板卡入所述待測梯形螺紋上，并輕壓使所述第二卡板與所述待測梯形螺紋的牙型相嚙合貼緊，以所述第二卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，沿與螺紋旋向相反的方向水平擺動所述第一卡板的另一端。當所述待測梯形螺紋100的牙頂與所述第一卡板10的梯形槽13的槽底完全無縫接觸時，以所述第一卡板10與所述待測梯形螺紋100嚙合處的一端為轉軸，可以水平擺動所述第一卡板的另一端一定距離m，表明待測梯形螺紋100的牙頂寬度小于第一卡板10的梯形槽13的槽底寬度B1，從而判定待測梯形螺紋100的中徑小于公差上限。待測梯形螺紋100的中徑小于公差上限的前提下，才使用第二卡板對其進行檢測。當第二卡板的梯形槽的槽底與待測梯形螺紋100的牙頂存在縫隙時，無法水平擺動所述第二卡板的另一端，表明待測梯形螺紋的牙頂寬度大于第二卡板的梯形槽的槽底寬度B2,從而判定待測梯形螺紋100的中徑大于公差下限。所述待測梯形螺紋的中徑同時滿足既小于公差上限又大于公差下限時，其中徑尺寸才符合加工公差要求。相對于現有技術，本發明提供的梯形螺紋卡規具有以下優點:(1)結構簡單，重量輕，操作方便；(2)在生產加工過程中，可對螺距、牙型角、牙側角進行有效的控制，提高螺紋質量；(3)可以實現一卡多用:相同規格的左旋、右旋螺紋，可以使用同一種規格的螺紋卡規；對螺距相等，大徑尺寸較近的螺紋，可代替使用；對相同螺距的內螺紋，可以使用同一套螺紋卡規。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種梯形螺紋卡規，其用于檢測待測梯形螺紋的中徑，其特征在于，它包括薄板狀的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板上分別具有多個與所述待測梯形螺紋的螺距和牙型角相同的梯形齒，相鄰兩個梯形齒之間形成梯形槽，其中: 在所述待測梯形螺紋的大徑公差范圍內取一圓周作為基準線，所述待測螺紋的中徑為公差最大值時，所述基準線與所述待測梯形螺紋的牙型斜邊相交的兩個交點之間的距離為所述第一卡板的梯形槽的槽底寬度；所述待測螺紋的中徑為公差最小值時，所述基準線與所述待測梯形螺紋的牙型斜邊的延長線相交的兩個交點之間的距離為所述第二卡板的梯形槽的槽底寬度。
2.根據權利要求1所述的一種梯形螺紋卡規，其特征在于:所述基準線的直徑尺寸靠近所述待測梯形螺紋的大徑公差范圍的上限。
3.根據權利要求1所述的一種梯形螺紋卡規，其特征在于:所述第一卡板的梯形齒高度小于或者等于所述待測梯形螺紋的牙型高度。
4.根據權利要求1所述的一種梯形螺紋卡規，其特征在于:所述第二卡板的梯形齒高度小于或者等于所述待測梯形螺紋的牙型高度。
5.根據權利要求1所述的一種梯形螺紋卡規，其特征在于:所述第一卡板、所述第二卡板上還分別具有供手持操作的柄部。
6.權利要求1所述的梯形螺紋卡規用于檢測螺紋中徑的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)公差上限檢測:將所述第一卡板卡入待測梯形螺紋上，并輕壓使所述第一卡板與所述待測梯形螺紋的牙型相嚙合貼緊，以所述第一卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，水平擺動所述第一卡板的另一端。
(2)公差下限檢測:將所述第二卡板卡入所述待測梯形螺紋上，并輕壓使所述第二卡板與所述待測梯形螺紋的牙型相嚙合貼緊，以所述第二卡板與所述待測梯形螺紋嚙合處的一端為轉軸，水平擺動所述第一卡板的另一端。
7.權利要求6所述的檢測方法，其特征在于:所述第一卡板或所述第二卡板沿所述待測梯形螺紋的軸向垂直卡入所述待測梯形螺紋上。
8.權利要求6所述的檢測方法，其特征在于:步驟(I)中，沿與螺紋旋向相反的方向水平擺動所述第一卡板的另一端。
9.權利要求6所述的檢測方法，其特征在于:步驟(2)中，沿與螺紋旋向相反的方向水平擺動所述第二卡板的另一端。
全文摘要
本發明提供一種梯形螺紋卡規及其用于檢測待測螺紋中徑的檢測方法。所述的梯形螺紋卡規包括薄板狀的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板上分別具有多個與所述待測梯形螺紋的螺距和牙型角相同的梯形齒，相鄰兩個梯形齒之間形成梯形槽，其中在所述待測梯形螺紋的大徑公差范圍內取一圓周作為基準線，所述待測螺紋的中徑為公差最大值時，所述基準線與所述待測梯形螺紋的牙型斜邊相交的兩個交點之間的最大寬度值為所述第一卡板的梯形槽的槽底寬度；所述待測螺紋的中徑為公差最小值時，所述基準線與所述待測梯形螺紋的牙型斜邊的延長線相交的兩個交點之間的最小寬度值為所述第二卡板的梯形槽的槽底寬度。
文檔編號G01B3/38GK103090755SQ20131003949
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者高開展, 陳汀, 薄偉, 郝玉柱 申請人:紐威石油設備(蘇州)有限公司
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