Gewindeverbindungen sind in der Industrie weit verbreitete Befestigungskonstruktionen. Bei Modellen und Produkten in Militärqualität- werden über 80 % der strukturellen Verbindungen durch Gewinde hergestellt; Folglich wirkt sich die Konformität dieser Gewinde direkt sowohl auf die Montageleistung als auch auf die Betriebssicherheit der Ausrüstung aus.
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Inländische Standards für die Gewindeprüfung
Der Standard GB/T 197–1981, *Allgemeine metrische Schraubengewinde-Toleranzen*, legt die Kriterien zur Bestimmung der Konformität des Flankendurchmessers eines Gewindes fest. Insbesondere ist darin festgelegt, dass der *tatsächliche effektive Flankendurchmesser* eines Gewindes den Flankendurchmesser des *maximalen Materialgrenzprofils* nicht überschreiten darf, während der *einzelne Flankendurchmesser* an einem bestimmten Punkt des tatsächlichen Gewindes den Flankendurchmesser des *minimalen Materialgrenzprofils* nicht überschreiten darf.
Daher dient die Verwendung des Flankendurchmessers des maximalen Materialgrenzprofils als Grenzwert als alleinige Grundlage für die Bestimmung, ob ein tatsächliches Gewinde ordnungsgemäß ineinandergreifen kann. Genau nach diesem Grenzwert ist die Gewindelehre „Go“ konzipiert. Mit anderen Worten: Durch den Einsatz einer „Go“-Gewindelehre zur Prüfung des effektiven Flankendurchmessers eines Gewindes wird dessen Montagefähigkeit effektiv gewährleistet.
Derzeit wird die überwiegende Mehrheit der Gewindeprüfungen in meinem Land auf der Grundlage dieses „Prinzips zur Bestimmung der Konformität des Flankendurchmessers“-durchgeführt, insbesondere unter Verwendung der traditionellen „Gut/Nein-Gut“-Messmethode. Bei routinemäßigen Gewindeprüfungen kommt es jedoch häufig zu Streitigkeiten über die Anwendung und Verwendung dieser Lehren.
Um Streitigkeiten beizulegen, die sich aus der Verwendung von Lehren in unterschiedlichen Abnutzungszuständen ergeben-wo die tatsächlichen Grenzabmessungen der Lehrengewinde (die den Unterschied zwischen neuem und abgenutztem Zustand widerspiegeln) abweichen-Standard GB/T 3934–1983, *Allgemeine metrische Schraubengewinde-Messgeräte und Lehren* (entspricht ISO 1502), legt unterschiedliche Kategorien fest: „Akzeptanzlehren“ und „Betriebslehre“. Messgeräte.“
„Abnahmelehren“ beziehen sich auf die Gewindelehren, die von Prüfstellen oder Anwendervertretern bei der formellen Abnahme fertiger Werkstücke verwendet werden; „Arbeitslehren“ hingegen werden typischerweise zur Gewindeprüfung während des eigentlichen Produktionsprozesses eingesetzt. Das Leitprinzip für die Anwendung dieser beiden Messgerätekategorien lautet wie folgt: Bei „Arbeitsmessgeräten“ wird ein neues oder relativ neues „Gut“-Messgerät mit einem alten „No-Go“-Messgerät (oder einem, das sich seiner Verschleißgrenze nähert) gepaart; Umgekehrt wird bei „Akzeptanzmessgeräten“ ein altes „Gut“-Messgerät (oder eines, das sich seiner Verschleißgrenze nähert) mit einem neuen oder relativ neuen „No{2}}Gut“-Messgerät. 02 gepaart.
Gängige Inspektionsmethoden
Bei der Messung von Gewindeparametern können Gewindemessverfahren je nach Art der verwendeten Messgeräte grob in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:
(1) Gewinde-Gut/Nein-Gut-Messgerät-Inspektionsmethode
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Die herkömmliche Go/No-Go-Messlehrenprüfungsmethode, die auf dem Taylor-Prinzip basiert, kann nur die Mindestanforderungen für die Gewindeprüfung erfüllen. Die Vorteile dieser Methode liegen darin, dass sie schnell, wirtschaftlich und praktisch ist. Für Unternehmen mit fortschrittlichen Fertigungskapazitäten-insbesondere solchen, die qualifizierte Gewindeformwerkzeuge- und spezielle Gewindeverarbeitungsgeräte-(wie Gewindebohrer, Matrizen, Gewindewalzmaschinen und Gewindestechmaschinen)-verwenden, kann die Qualität der Gewinde effektiv kontrolliert werden.
Der Hauptnachteil dieser Prüfmethode besteht darin, dass sie nur eine qualitative Beurteilung darüber liefert, ob der Gewindesteigungsdurchmesser akzeptabel ist; Es gibt lediglich an, ob der Flankendurchmesser in den Bereich fällt, der durch den minimalen einzelnen Flankendurchmesser und den maximalen funktionalen Flankendurchmesser definiert ist, es kann jedoch nicht den spezifischen numerischen Wert der Gewindeabmessungen bestimmen. Darüber hinaus können Parameter wie Flankenwinkelfehler, Teilungsfehler und verschiedene Formfehler mit dieser Methode nicht einzeln quantifiziert oder kontrolliert werden.
(2) Gewindemikrometer
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Das Gewindemikrometer ist eine spezielle Art von Schraubenmikrometer. Es verfügt über einen einzigartigen Messkopf, der so konzipiert ist, dass er sich genau an das Gewindeprofil anpasst: Ein Kontaktpunkt ist ein V--förmiger Amboss, der mit den Gewindekämmen zusammenpasst, während der andere eine konische Spindelspitze ist, die mit den Gewindewurzeln zusammenpasst. Das Mikrometer wird mit einem Satz austauschbarer Messköpfe geliefert, wobei jedes spezifische Kopfpaar für die Messung von Gewinden innerhalb eines bestimmten Steigungsbereichs ausgelegt ist.
Gemäß den technischen Spezifikationen des Gewindemikrometers beträgt sein maximaler kombinierter Fehler ±0,028 mm. Aufgrund inhärenter Winkelfehler in den Messkontakten-und da auch die Steigungs- und Flankenwinkel des gemessenen Außengewindes erhebliche Fehler enthalten können-kann die Messunsicherheit für den Flankendurchmesser bei Verwendung der absoluten Messmethode bis zu 0,10 mm betragen. Daher wird diese Methode typischerweise zum Messen des Flankendurchmessers von Außengewinden an Werkstücken eingesetzt, bei denen eine hohe Präzision keine entscheidende Anforderung ist.
(3) Drei-Draht-Methode
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Bei der Drei{0}}Drahtmethode wird ein Satz von drei Messdrähten verwendet,-die speziell für einen präzisen und identischen Durchmesser ausgewählt wurden{2}}um den Gewindesteigungsdurchmesser indirekt zu messen. Indem drei Messdrähte in die Gewinderillen auf beiden Seiten der Helix gelegt werden und mithilfe eines Hebelmikrometers der gesamte Außendurchmesser gemessen wird, kann der einzelne Gewindesteigungsdurchmesser des Gewindes basierend auf der funktionalen Beziehung zwischen dem Gewindesteigungsdurchmesser, dem Drahtdurchmesser, dem Gewindeprofilwinkel und der Steigung berechnet werden. Um den Berechnungsprozess zu vereinfachen, sollten Messdrähte mit geeigneten Durchmessern ausgewählt werden.
(4) Umfassendes Gewindemessgerät vom Typ Gauge-
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Dieses hochpräzise, umfassende Gewindemessgerät verwendet eine kontaktbasierte Methode. Im Vergleich zu herkömmlichen und berührungslosen Messtechniken bietet es erhebliche Vorteile und praktische Umsetzbarkeit. Seine hohe Genauigkeit, Benutzerfreundlichkeit und leistungsstarke Funktionalität machen es zu einem unschätzbar wertvollen Werkzeug für die Gewindemesstechnik.
(5) Optisches Bildgebungsverfahren
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Zu den gängigen Inspektionsgeräten, die das optische Bildgebungsverfahren zur Gewindemessung nutzen, gehören Profilprojektoren und Universal-Werkzeugmikroskope. Ein Profilprojektor misst verschiedene Gewindeparameter-wie den Gesamtaußendurchmesser-, indem er eine vergrößerte Silhouette des Werkstücks projiziert und eine visuelle Ausrichtung und Koordinatenverschiebung verwendet. Aufgrund der Abhängigkeit von der visuellen Grenzausrichtung-in Kombination mit inhärenten Einschränkungen bei der Messung des Teilungsdurchmessers- ist die Genauigkeit der Projektionsmethode jedoch im Allgemeinen recht begrenzt.
Das Universal-Werkzeugmikroskop nutzt ein optisches System, um das Gewindeprofil in das Sichtfeld des Okulars zu projizieren. Durch den Einsatz von Gitterskalen für eine präzise Übersetzung können damit verschiedene Gewindeparameter überprüft werden; Insbesondere wird durch die Möglichkeit, die Linse zu neigen, das Problem des Spiralwinkels des Gewindes wirksam gelöst und so eine höhere Messgenauigkeit für Gewinde ermöglicht.
(6) Lasertriangulationsmethode
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Als weitere zerstörungsfreie Prüfmethode hat die Lasertriangulation große Aufmerksamkeit erregt. Es basiert hauptsächlich auf den Prinzipien der traditionellen optischen Triangulation; Durch die Erfassung eines Datensatzes von Koordinatenpunkten, die das axiale Querschnittsprofil der Gewindeoberfläche darstellen, ist die anschließende Berechnung verschiedener Gewindeparameter möglich.
Diese Messmethode zeichnet sich durch berührungslosen Betrieb, hohe Präzision und einfache Steuerung aus und ist auch auf die Hochgeschwindigkeitsmessung von Abmessungen im Mikromaßstab anwendbar. Allerdings ist die Methode anfällig für Umgebungsfaktoren-wie die Temperatur-und die Oberflächeneigenschaften des zu messenden Objekts; Daher müssen diese Einflussfaktoren bei der weiteren Daten- und Bildverarbeitung sorgfältig berücksichtigt werden.
(7) Messung mittels Koordinatenmessgerät (KMG)
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Koordinatenmessgeräte (KMGs) werden in zahlreichen Branchen wie dem Maschinenbau, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und dem Formenbau eingesetzt. Sie werden zur Messung verschiedenster Komponenten und Merkmale eingesetzt, darunter Gehäuse, Rahmen, Zahnräder, Nocken, Schneckenräder, Schnecken, Schaufeln, Kurven und komplex konturierte Oberflächen. Durch die Nachrüstung von Koordinatenmessgeräten (KMG) wurden zahlreiche Methoden zur Messung von Gewindeparametern entwickelt.
Das CMM ist jedoch ein weit verbreitetes Allzweckgerät. Typischerweise fehlen Sonden, die speziell für die Gewindemessung entwickelt wurden, sodass für kleine Gewinde-maßgeschneiderte Sondenköpfe verwendet werden müssen. Darüber hinaus wird die Softwareentwicklung durch die inhärente Softwareplattform des KMG eingeschränkt, was es schwierig macht, ein maßgeschneidertes Konturverfolgungssystem zu implementieren, das auf die spezifische geometrische Morphologie von Gewinden zugeschnitten ist. Darüber hinaus sind die mit KMGs verbundenen Kosten deutlich höher als die für spezielle Gewindemessgeräte.
(8) Stift-Scanning-Gewindeprofilmessgerät
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Das mit einem Stift-abtastende Gewindeprofilmessgerät arbeitet durch kontinuierliches Abtasten der oberen und unteren Konturoberflächen des axialen Querschnitts-eines Gewindes. Basierend auf den resultierenden Konturdaten berechnet es dann verschiedene Gewindeparameter wie Flankendurchmesser, Hauptdurchmesser, Nebendurchmesser, Steigung, Flankenhalbwinkel und Kegel.
