螺纹孔位置度的三坐标测量方法的探索实践

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1、螺纹孔位置度的三坐标测量方法的探索实践神龙汽车有限公司叶宗茂周兆加摘要现有的三坐标测量螺纹孔位置度的方法普遍存在测量不确定度较大的问题，如何通过改进三坐标测量螺纹孔的方法来降低螺纹孔位置度测量不确定度呢？本文讲述了一种三坐标测量螺纹孔位置度的方法可有效降低螺纹孔位置度的测量不确定度，通过检测实例与现有的测量方法进行比较，测量误差明显降低，避免了把合格品判为不合格品的风险，防止了由此带来的经济损失和资源浪费。关键词螺纹孔位置度三坐标测量方法探索实践1.问题的提出三坐标测量螺纹孔位置度的准确性一直受到操作人员、维修人员、质

2、量人员、工艺及产品设计人员的质疑，有许多机械制造企业已经完全不用三坐标测量螺纹孔位置度了，仅测量螺纹孔底孔（光孔）的位置度，或者用螺纹孔底孔（光孔）的位置度来代替螺纹孔位置度，这种处理的方法仅对加工刀具为丝锥且底孔已经经过了钻削加工的螺纹孔位置度控制有一定的效果，对车削、铣削、挤眼压成型的螺纹孔位置度的质量控制存在一定的风险，对直接在毛胚孔上攻丝的螺纹孔位置度就没办法了，因此任何企业想完全回避这个问题是不可能的。另外，三坐标测量螺纹孔位置度的准确性也让我们三坐标操作者感到一定的困惑，虽然我们在测量方法上做了一些改进，但

3、每一次改进只能解决一类个性化的问题或者仅能在一定程度上降低测量误差，对于螺纹孔位置度要求较高的测量，仍然无法保证测量的重复性和一致性，这里固然有螺纹孔的加工不规则性原因，也有螺纹孔加工方法不同带来的原因，但三坐标测量螺纹孔位置度的方法还有待进一步的完善，尤其是采样策略产生的误差还需要进一步优化等等，还有方面很多值得我们三坐标测量技术人员探索实践的地方。2.三坐标测量螺纹孔位置度现有方法总结及误差分析三坐标用户目前所采用的螺纹孔位置度的测量方法主要有以下三种：第一种方法是在螺纹孔中加装螺纹芯轴，在芯轴上的同一截面上采4个

4、点测量一个圆，计算该圆心相对评价基准的位置度，为了准确判断螺纹孔轴线是否倾斜，一般至少需要测2个截面；第二种方法同测量光孔一样在螺纹孔同一截面上采4个点测量一个圆，计算该圆心相对评价基准的位置度，同样，为了判断螺纹孔轴线是否倾斜，一般至少需要测2个截面；第三种方法是沿着螺纹孔中螺纹的旋转方向按1/4螺距步进采4个点测量一个圆，求该圆心相对评价基准的位置度，同样，为了准确判断螺纹孔轴线是否倾斜，一般至少需要测2个截面。三种测量方法三坐标采点策略及构建螺纹孔轴线的方法如下：第一种测量方法是在螺纹孔中加装螺纹芯轴，在芯轴外圆

5、采两个截面8个点构造一个圆柱元素，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线，三坐标采点示意图如图1。1V41325678图1在螺纹孔中加装螺纹芯轴后直接在芯轴上采点示意图第二种测量方法是直接在螺纹孔内采两截面8点构造一个圆柱元素，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线，三坐标采点示意图如图2。V41325678图2在螺纹孔同一截面采点示意图第三种测量方法是根据螺纹孔旋向和螺距P的大小步进采点，即在螺纹孔内每采1点后测头向后退P/4的距离采第2点，依次类推，采完第4点以后，测头向前进mP距离（m为整数），再采第5点，测头向后退P/4距离，依次类推

6、，采完第8点构造一个圆柱，以该圆柱轴线作为螺纹孔轴线，三坐标采点示意图如图3。V43218675图3依据螺纹孔旋向和螺距P的大小步进采点示意图22.1三种螺纹孔位置测量方法测量结果的统计分析2.1.1三种测量方法的对比测量实验方案及数据分布以富康轿车TU3A缸盖火花塞螺纹孔位置尺寸６４.３７±０.１检测为例，如图4，根据三种测量方别编辑三种自动测量程序，用每一种方法的测量程序重复测量5次缸盖，（注：每次测量前重新装夹零件）输出测量结果，将三种测量方法的5次测量结果做成曲线分布图，观察分布图的趋势。图4缸盖火花塞螺纹孔检

7、测工艺图以三种测量方法编辑的三种自动测量程序，5次测量缸盖火花塞孔4个孔６４.３７±０.１的位置尺寸分布图如图5、图6、图7。64.664.5564.564.4564.464.35测64.3704量64.25703值64.270270164.15CL64.1UCL64.05LCL6463.9563.912345测量次数图5第一种测量方法：加装芯轴后螺纹孔位置测量数据分布图64.5564.5264.4970464.4670370264.43测701CL量64.4UCL值64.37LCL64.3464.3164.2864.

8、2512345测量次数图6第二种测量方法：直接在螺纹孔内采两截面同截面采点测量数据分布图364.564.4764.4464.4170470364.38702测701量64.35CL值UCL64.32LCL64.2964.2664.2364.212345测量次数图7第二种测量方法：按螺纹旋向以螺距P步进采点测量数据分布图2.1.2三