如何使用工具显微镜测量外螺纹

1.实训目的

（1）了解工具显微镜的测量原理及结构特点。

图8-71　大型工具显微镜

1—目镜；2，9，12，17—手轮；3—反光镜；4—物镜组；5—顶尖架；6—圆工作台；7，11—测微螺杆；8—底座；10—顶尖；13—支座；14—立柱；15—悬臂；16—螺钉；18—角度目镜

（2）熟悉用大型工具显微镜测量外螺纹主要参数的方法。

2.实训内容

用大型工具显微镜测量外螺纹的主要参数。

3.实训设备

工具显微镜是一种以影像法作测量基础的精密光学仪器，它可以测量精密螺纹的基本参数（大径、中径、螺距、牙型半角等），也可测量轮廓复杂的样板、成型刀具，以及其他各种零件的长度、角度和半径等。

工具显微镜有万能、大型和小型三种。本实训用大型工具显微镜，其外形如图8-71所示。

（1）底座：底座8是仪器的基础，用来支撑整个量仪。其上装有固定导轨和工作台。

（2）工作台：用来放置被测工件，工作台的测微螺杆11和7分别用来移动和读出纵向和横向移动的距离，测微计测量范围为0～25 mm，分度值为0.01 mm。为了扩大测量范围，在滑板和测微杆之间可加上不同的量块，纵向可增大至150 mm，横向可增大至50 mm。手轮9可使工作台在水平面内旋转360°，其转过的角度可由工作台的圆周刻度及固定游标读出，分度值为3′。在圆工作台中央装有透明载物台。顶尖架5可安装被测工件。

（3）显微镜系统：用来把被测工件的轮廓放大成像，用目镜1瞄准，用角度目镜18读取角度值。

（4）立柱：用来安装显微镜筒等光学部件。旋转手轮17使悬臂15沿立柱上下移动，进行显微镜的粗调焦。手轮12可使立柱绕轴心左右倾斜，倾斜角度为±12°。

4.测量步骤

（1）擦净仪器及被测螺纹，将被测工件安装在两顶尖之间，拧紧顶尖的固定螺钉（要当心工件掉下砸坏玻璃工作台），同时检查工作台圆周刻度是否对准零位。

（2）接通电源，然后用调焦筒（仪器专用附件），调节主光源，旋转主光源外罩上的三个固紧螺钉，直至灯丝位于光轴中央且成像清晰。

（3）根据被测螺纹尺寸，从仪器说明书上（见表8-42）查出适宜的光阑直径，然后调好光阑的大小。

表8-42　光阑直径（牙型角α＝60°）　mm

（4）旋转手轮12，按被测螺纹的螺旋升角φ，调整立柱14的倾斜度，见表8-43。

其计算公式如下

式中　P——螺距；

d2——中径理论值；

n——螺纹头数。(www.xing528.com)

表8-43　立柱倾斜角度φ（牙型角α＝60°）

（5）调整目镜1，转动目镜视度调节环，使视场中的米字刻线和度值、分值刻线清晰。松开螺钉16，旋转手轮17，调整量仪的焦距，使被测量轮廓影像清晰，然后旋紧螺钉16。

（6）测量螺纹主要参数。

①测量单一中径。螺纹单一中径是指螺纹牙型沟槽等于基本螺距一半处的直径。测量时先移动显微镜和被测螺纹，使被测牙型的影像进入视场，将目镜中米字线的交点瞄准在牙型一侧大约1/2高处，不使工作台有横向移动，记下纵向测微计读数，再将纵向滑板移动到螺纹牙型的另一侧相应点瞄准，记下纵向千分尺的第二次读数，两次读数差即为螺纹牙型实际宽度，若此宽度不等于基本牙型的一半，则稍微移动横向滑板，然后再按上述程序测出沟槽宽度，如此反复找正，直到该牙型沟槽宽度等于基本螺距的1/2为止。此时记下横向测微计的第一次读数。

将立柱反方向倾斜一个同样的角度，移动横向滑板到相对的另一边，依照上述方法，找到牙型沟槽宽度等于基本螺距的1/2处，记下横向千分尺第二次读数。两次读数之差，即为螺纹单一中径。

为了减少安装时被测螺纹轴线方向与横向滑板轴线不垂直引起的误差，须测出d2左和d2右，取两次测量结果的平均值作为实际中径，如图8-72所示。

图8-72　测量螺纹中径

②测量螺距。螺距P是指相邻同侧牙面在中径线上的轴向距离。

测量时转动纵、横向千分尺，移动工作台，利用目镜中的中央虚线与螺纹牙型影像的一侧瞄准，记下纵向千分尺的第一次读数。然后移动工作台，使牙型移动n个螺距长度，用目镜中的中央虚线对同侧牙型影像瞄准，记下纵向千分尺第二次读数，两次读数之差的绝对值除以移动的螺距数n，即为螺距的实际长度。为减少由于牙型半角误差致使被测部位不同所造成的误差，应将米字刻线的中心选在牙型影像的中径线上。

为了减少安装时被测螺纹轴线与纵向滑板移动轴线不平行所造成的误差，应在牙型的左右两侧各测量一次，取两次测得螺距的算术平均值为实际螺距，如图8-73所示。

图8-73　测量螺纹螺距

③测量牙型半角。螺纹牙型半角是指在螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂直线间的夹角。

测量时，首先将目镜视场中米字线的横虚线与螺纹牙型影像的顶部相切，此时中心虚线与螺纹轴线垂直，角度目镜中读数为0°0′，如图8-74（a）所示。旋转手轮2，使米字线中央虚线与螺纹牙型左侧相切，即可在角度目镜中读出该牙型半角的数值，如图8-74（b）所示。

左半角数值为

图8-74　测量牙型半角

考虑螺纹的螺旋线关系，测量牙型另一半角时同样要将立柱向相反方向转过一个相同的螺旋升角φ。用同样的方法使米字线中央虚线与螺纹牙型右侧相切，角度目镜中的牙型半角数值如图8-74（c）所示。

右半角的数值为

为了减少由于螺纹轴线和安装轴线不平行引起的误差，还要在螺纹牙型上部和下部分别测量出，如图8-74（d）所示，并按下述方法处理

测出左右牙型半角后，与基本牙型半角进行比较，得出牙型半角的偏差。