专利名称：梯形螺纹卡规及其用于检测螺纹中径的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种螺纹中径的尺寸检测工具及检测方法，尤其是涉及一种梯形螺纹卡规及其用于检测梯形螺纹的中径的检测方法。
背景技术：
梯形螺纹一般分为米制(牙型角为30° )和美制梯形爱克母螺纹(牙型角为29° )，牙型为等腰梯形，主要用于传动、紧固连接和位置调整中。梯形螺纹在加工时，需要对螺纹大径、中径、小径、螺距、牙型角、牙型高度等进行检测。其中，对于螺距、牙型角的检测，可以通过标准螺纹样板进行检测；而对于梯形螺纹中径的检测，主要通过螺纹量规(塞规或环规)来完成，然而对于大尺寸的梯形螺纹工件，需要使用大量程的螺纹量规检测，操作非常不便，检测繁琐。而且塞规或环规的价格较高，提高了检测成本。

发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种结构简单、加工成本较低、方便操作的梯形螺纹中径的尺寸检测工具。为了达到上述目的，本发明提供一种梯形螺纹卡规，其用于检测待测梯形螺纹的中径，其特征在于，它包括薄板状的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板上分别具有多个与所述待测梯形螺纹的螺距和牙型角相同的梯形齿，相邻两个梯形齿之间形成梯形槽，其中:
在所述待测梯形螺纹的大径公差范围内取一圆周作为基准线，所述待测螺纹的中径为公差最大值时，所述基准线与所述待测梯形螺纹的牙型斜边相交的两个交点之间的距离为所述第一卡板的梯形槽的槽底宽度；所述待测螺纹的中径为公差最小值时，所述基准线与所述待测梯形螺纹的牙型斜边的延长线相交的两个交点之间的距离为所述第二卡板的梯形槽的槽底宽度。较佳地，所述基准线的直径尺寸靠近所述待测梯形螺纹的大径公差范围的上限。较佳地，所述第一卡板的梯形齿高度小于或者等于所述待测梯形螺纹的牙型高度。较佳地，所述第二卡板的梯形齿高度小于或者等于所述待测梯形螺纹的牙型高度。较佳地，所述第一卡板、所述第二卡板上还分别具有供手持操作的柄部。由于梯形螺纹的纵截面是个等腰梯形，由于牙型角固定，中径圆周线到梯形上底边的距离为定值，中径设定为定值，通过函数可以计算出等腰梯形上底边的宽度(牙顶宽)。基于这样的原理，通过设定螺纹顶径圆周线为工艺基准(即等腰梯形的上顶边到中径圆周线的距离固定)，通过测量牙顶的宽度，可以间接的得出中径的尺寸。而本发明的梯形螺纹卡规根据待测梯形螺纹的尺寸公差确定第一卡板和第二卡板的梯形槽的槽底宽度，将第一卡板和第二卡板的梯形槽的槽底宽度与待测梯形螺纹的牙顶宽度比较，判定牙顶宽度是否在尺寸公差范围内，从而间接地判定待测梯形螺纹的中径是否在尺寸公差范围内。本发明的另一个目的是提供一种采用上述的梯形螺纹卡规用于检测螺纹中径的检测方法，其特征在于，包括以下步骤:
(I)公差上限检测:将所述第一卡板卡入待测梯形螺纹上，并轻压使所述第一卡板与所述待测梯形螺纹的牙型相啮合贴紧，以所述第一卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，水平摆动所述第一卡板的另一端。(2)公差下限检测:将所述第二卡板卡入所述待测梯形螺纹上，并轻压使所述第二卡板与所述待测梯形螺纹的牙型相啮合贴紧，以所述第二卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，水平摆动所述第一卡板的另一端。较佳地，所述第一卡板或所述第二卡板沿所述待测梯形螺纹的轴向垂直卡入所述待测梯形螺纹上。较佳地，步骤(I)中，沿与螺纹旋向相反的方向水平摆动所述第一卡板的另一端。较佳地，步骤(2)中，沿与螺纹旋向相反的方向水平摆动所述第二卡板的另一端。进行公差上限检测时，当第一卡板的梯形槽的槽底与待测梯形螺纹的牙顶完全无缝接触时，以所述第一卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，可以水平摆动所述第一卡板的另一端一定距离，表明待测梯形螺纹的牙顶宽度小于第一卡板的梯形槽的槽底宽度，从而判定待测梯形螺纹的中径小于公差上限。当第一卡板的梯形槽的槽底与待测梯形螺纹的牙顶存在缝隙时，无法水平摆动所述第一卡板的另一端，表明待测梯形螺纹的牙顶宽度大于第一卡板的梯形槽的槽底宽度，从而判定待测梯形螺纹的中径大于公差上限。进行公差下限检测时，当第二卡板的梯形槽的槽底与待测梯形螺纹的牙顶完全无缝接触时，以所述第二卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，可以水平摆动所述第二卡板的另一端一定距离，表明待测梯形螺纹的牙顶宽度小于第二卡板的梯形槽的槽底宽度，从而判定待测梯形螺纹的中径小于公差下限。当第二卡板的梯形槽的槽底与待测梯形螺纹的牙顶存在缝隙时，无法水平摆动所述第二卡板的另一端，表明待测梯形螺纹的牙顶宽度大于第二卡板的梯形槽的槽底宽度，从而判定待测梯形螺纹的中径大于公差下限。只有待测梯形螺纹的中径同时满足小于公差上限及大于公差下限时，待测梯形螺纹的中径尺寸才符合尺寸公差要求。采用本发明的梯形螺纹卡规进行直观的检测后，待测梯形螺纹的中径既小于公差上限又大于公差下限时，即可快速判定待测梯形螺纹符合加工的中径尺寸公差要求。相较于现有技术，本发明提供的梯形螺纹卡规结构简单、重量轻、操作方便，能够快速、直观地测试待测梯形螺纹的中径是否符合尺寸公差要求，而且本发明提供的梯形螺栓卡规加工成本低廉，大大降低了大尺寸梯形螺纹的检测成本。本发明提供的梯形螺纹中径的检测方法步骤简单、操作简易、检测结果直观、容易掌握。


图1为本发明梯形螺纹卡规的第一卡板的结构示意图。图2为图1中局部K的放大图。图3为美制ACME梯形外螺纹的公差带图。
图4为本发明梯形螺纹卡规的第一卡板使用状态的俯视示意图。图5为本发明梯形螺纹卡规的第一卡板使用状态的立体示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。请参阅图1至图5，本发明提供一种梯形螺纹卡规，其用于检测待测梯形螺纹100的中径，它包括薄板状的第一卡板10和第二卡板(图中未示)。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别具有多个与所述待测梯形螺纹100的螺距和牙型角相同的梯形齿12，相邻两个梯形齿12之间形成梯形槽13。所述第二卡板的外形与所述第一卡板的外形相同，区别仅在于梯形槽的槽底宽度不同。在本实施例中，待测梯形螺纹为美制ACME梯形螺纹，其牙型角为29°。请参阅图2及图3，所述第一卡10与所述第二卡板的梯形槽的槽底宽度通过以下方式确定:在所述待测梯形螺纹100的大径公差范围内取一圆周作为基准线L，所述待测螺纹100的中径为公差最大值D时，所述基准线L与所述待测梯形螺纹100的牙型斜边相交的两个交点之间的距离A为所述第一卡板10的梯形槽13的槽底宽度B1 ;所述待测螺纹100的中径为公差最小值d时，所述基准线L与所述待测梯形螺纹100的牙型斜边的延长线相交的两个交点之间的距离a为所述第二卡板的梯形槽的槽底宽度B2。所述基准线L的直径尺寸靠近所述待测梯形螺纹的大径公差范围的上限。所述第一卡板10的梯形齿12高度小于或者等于所述待测梯形螺纹的牙型高度。所述第二卡板的梯形齿高度小于或者等于所述待测梯形螺纹的牙型高度。请参阅图4及图5，采用上述的梯形螺纹卡规用于检测梯形螺纹中径的检测方法，包括以下步骤:
(I)公差上限检测:将所述第一卡板10沿所述待测梯形螺纹100的轴向垂直卡入待测梯形螺纹100上，并轻压使所述第一卡板10与所述待测梯形螺纹100的牙型相啮合贴紧，以所述第一卡板10与所述待测梯形螺纹100啮合处的一端为转轴，沿与螺纹旋向相反的方向(图中扭力F的方向)水平摆动所述第一卡板10的另一端。(2)公差下限检测:将所述第二卡板卡入所述待测梯形螺纹上，并轻压使所述第二卡板与所述待测梯形螺纹的牙型相啮合贴紧，以所述第二卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，沿与螺纹旋向相反的方向水平摆动所述第一卡板的另一端。当所述待测梯形螺纹100的牙顶与所述第一卡板10的梯形槽13的槽底完全无缝接触时，以所述第一卡板10与所述待测梯形螺纹100啮合处的一端为转轴，可以水平摆动所述第一卡板的另一端一定距离m，表明待测梯形螺纹100的牙顶宽度小于第一卡板10的梯形槽13的槽底宽度B1，从而判定待测梯形螺纹100的中径小于公差上限。待测梯形螺纹100的中径小于公差上限的前提下，才使用第二卡板对其进行检测。当第二卡板的梯形槽的槽底与待测梯形螺纹100的牙顶存在缝隙时，无法水平摆动所述第二卡板的另一端，表明待测梯形螺纹的牙顶宽度大于第二卡板的梯形槽的槽底宽度B2,从而判定待测梯形螺纹100的中径大于公差下限。所述待测梯形螺纹的中径同时满足既小于公差上限又大于公差下限时，其中径尺寸才符合加工公差要求。相对于现有技术，本发明提供的梯形螺纹卡规具有以下优点:(1)结构简单，重量轻，操作方便；(2)在生产加工过程中，可对螺距、牙型角、牙侧角进行有效的控制，提高螺纹质量；(3)可以实现一卡多用:相同规格的左旋、右旋螺纹，可以使用同一种规格的螺纹卡规；对螺距相等，大径尺寸较近的螺纹，可代替使用；对相同螺距的内螺纹，可以使用同一套螺纹卡规。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种梯形螺纹卡规，其用于检测待测梯形螺纹的中径，其特征在于，它包括薄板状的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板上分别具有多个与所述待测梯形螺纹的螺距和牙型角相同的梯形齿，相邻两个梯形齿之间形成梯形槽，其中: 在所述待测梯形螺纹的大径公差范围内取一圆周作为基准线，所述待测螺纹的中径为公差最大值时，所述基准线与所述待测梯形螺纹的牙型斜边相交的两个交点之间的距离为所述第一卡板的梯形槽的槽底宽度；所述待测螺纹的中径为公差最小值时，所述基准线与所述待测梯形螺纹的牙型斜边的延长线相交的两个交点之间的距离为所述第二卡板的梯形槽的槽底宽度。
2.根据权利要求1所述的一种梯形螺纹卡规，其特征在于:所述基准线的直径尺寸靠近所述待测梯形螺纹的大径公差范围的上限。
3.根据权利要求1所述的一种梯形螺纹卡规，其特征在于:所述第一卡板的梯形齿高度小于或者等于所述待测梯形螺纹的牙型高度。
4.根据权利要求1所述的一种梯形螺纹卡规，其特征在于:所述第二卡板的梯形齿高度小于或者等于所述待测梯形螺纹的牙型高度。
5.根据权利要求1所述的一种梯形螺纹卡规，其特征在于:所述第一卡板、所述第二卡板上还分别具有供手持操作的柄部。
6.权利要求1所述的梯形螺纹卡规用于检测螺纹中径的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)公差上限检测:将所述第一卡板卡入待测梯形螺纹上，并轻压使所述第一卡板与所述待测梯形螺纹的牙型相啮合贴紧，以所述第一卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，水平摆动所述第一卡板的另一端。
(2)公差下限检测:将所述第二卡板卡入所述待测梯形螺纹上，并轻压使所述第二卡板与所述待测梯形螺纹的牙型相啮合贴紧，以所述第二卡板与所述待测梯形螺纹啮合处的一端为转轴，水平摆动所述第一卡板的另一端。
7.权利要求6所述的检测方法，其特征在于:所述第一卡板或所述第二卡板沿所述待测梯形螺纹的轴向垂直卡入所述待测梯形螺纹上。
8.权利要求6所述的检测方法，其特征在于:步骤(I)中，沿与螺纹旋向相反的方向水平摆动所述第一卡板的另一端。
9.权利要求6所述的检测方法，其特征在于:步骤(2)中，沿与螺纹旋向相反的方向水平摆动所述第二卡板的另一端。
全文摘要
本发明提供一种梯形螺纹卡规及其用于检测待测螺纹中径的检测方法。所述的梯形螺纹卡规包括薄板状的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板上分别具有多个与所述待测梯形螺纹的螺距和牙型角相同的梯形齿，相邻两个梯形齿之间形成梯形槽，其中在所述待测梯形螺纹的大径公差范围内取一圆周作为基准线，所述待测螺纹的中径为公差最大值时，所述基准线与所述待测梯形螺纹的牙型斜边相交的两个交点之间的最大宽度值为所述第一卡板的梯形槽的槽底宽度；所述待测螺纹的中径为公差最小值时，所述基准线与所述待测梯形螺纹的牙型斜边的延长线相交的两个交点之间的最小宽度值为所述第二卡板的梯形槽的槽底宽度。
文档编号G01B3/38GK103090755SQ20131003949
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者高开展, 陈汀, 薄伟, 郝玉柱 申请人:纽威石油设备(苏州)有限公司