[发明专利]一种测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法

说明书

本发明提供了一种测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法，对被测螺纹进行三维扫描及三维建模，计算出螺纹三维中径及螺纹二维综合参数，有效解决量规检测工件、传统仪器测量结果与量规检测存在较多争议的问题。

技术领域

本发明涉及螺纹测量，尤其涉及一种数字虚拟量规测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法。

背景技术

螺纹是人类最早发明的基础机械之一，由于具有容易装配和方便拆卸的特性，广泛地应用在航天、化工、汽车等领域，其所使用的螺纹，一般用螺纹量规进行检测，而螺纹量规则使用仪器进行测量。

目前常用的螺纹检测方法有：

(1)量规测量法。通过螺纹旋合方式检查螺纹工件或者环规是否符合要求。对于检测圆柱螺纹，每种规格都需要有一对通止量规，通端量规能旋合通过被测螺纹，止端量规不能旋合通过被测螺纹，则判定该螺纹符合要求。对于检测圆锥螺纹，每种规格都需要有一个量规，量规和被测螺纹旋合紧后，端面在指定位置则判定该螺纹符合要求。

量规测量法：需要配置所有被测螺纹规格对应的量规，而且无法提供测量的精确数据。不同量规验收同一个螺纹，可能会有不同结果，存在一些争议。对于精度较高的塞规、校对塞规，不能使用该方法检测。

(2)螺纹单项参数测量法。针对一般量规，使用测长机、千分尺等采用量针、量球法测量螺纹的单一中径。

螺纹单项参数测量法：只测量单一中径，通常不对牙型角、螺距误差进行补偿，当牙型不理想时，测量结果存在较大误差。与量规测量法的结果经常不一致，存在较多争议。

(3)二维接触式扫描测量法。采用精密轴承驱动测针对螺纹进行接触扫描，由光栅系统记录扫描过程中的轮廓轨迹坐标，最后由软件进行合成和计算，获得螺纹的综合参数。

二维接触式扫描测量法：根据牙型轮廓和螺纹参数定义直接计算二维螺纹参数，虽然对牙型角、螺距误差进行了补偿，计算结果相对较准确，但该方法一般只测一个或者有限几个轴截面，不能真正代表螺纹的三维轮廓。当牙型不理想时，该方法还是可能与量规测量法的结果会不一致。

发明内容

本发明提供了一种测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法，对被测螺纹进行三维扫描及三维建模，计算出螺纹三维中径及螺纹二维综合参数，有效解决量规检测工件、传统仪器测量结果与量规检测存在较多争议的问题。

一种测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法，包括：

(1)通过三维扫描装置对被测螺纹进行三维扫描，得到被测螺纹三维数据。

(2)对被测螺纹三维数据进行三维建模，构建螺纹三维轮廓。

(3)构建标准螺纹轮廓，其与被测螺纹轮廓进行虚拟旋合装配，计算出螺纹三维中径。

对于被测圆柱内螺纹，构建出一系列不同直径的标准牙型圆柱外螺纹轮廓，标准轮廓逐个与被测轮廓进行虚拟旋合装配，当两者刚好不发生干涉时，标准牙型外螺纹的最大中径则为该圆柱内螺纹的三维中径。

对于被测圆柱外螺纹，构建出一系列不同直径的标准牙型圆柱内螺纹轮廓，标准轮廓逐个与被测轮廓进行虚拟旋合装配，当两者刚好不发生干涉时，标准牙型内螺纹的最小中径则为该圆柱外螺纹的三维中径。

对于被测圆锥内螺纹，构建出一系列不同直径的标准牙型圆锥外螺纹轮廓，标准轮廓逐个与被测轮廓进行虚拟旋合装配，同时端面对齐，当两者刚好不发生干涉时，标准牙型外螺纹的最大中径则为该圆锥内螺纹的三维中径。

对于被测圆锥外螺纹，构建出一系列不同直径的标准牙型圆锥内螺纹轮廓，标准轮廓逐个与被测轮廓进行虚拟旋合装配，同时端面对齐，当两者刚好不发生干涉时，标准牙型内螺纹的最小中径则为该圆锥外螺纹的三维中径。