一种用于三点收口后螺纹小径的测量工装及其测量方法与流程

1.本发明涉及紧固件测量技术领域，具体涉及一种用于三点收口后螺纹小径的测量工装及其测量方法。


背景技术：

2.在航空航天、船舶等行业中广泛使用的自锁收口螺母，加工规格多、数量大、要求高，其收口尺寸的测量准确度直接影响产品的锁紧性能和产品的合格交付。收口是在先按常规工艺制作好螺母后，采用挤压的方法对该螺母的收口部位进行挤压，使得收口部位的螺孔沿径向产生塑性变形，并使收口部位的螺孔径向尺寸小于与之连接的螺杆的径向尺寸，从而使与该螺母连接的螺杆进入到该螺母的变形螺孔时，因螺孔的弹性变形所产生的径向压力使得螺母紧密地与螺杆连接在一起而达到防松的目的。
3.自锁螺母收口所采用的挤压变形方式通常包括两大类:面接触收口和点接触收口。对于面接触收口，其包括椭圆收口和矩形收口，其原理是通过工装将螺母的螺纹段外壁形状挤压成椭圆形、矩形而进行收口。对于点接触收口，其包括两点式收口和三点式收口，其原理是通过压头将螺母的螺纹端挤压变形。本公司加工的三点式收口自锁螺母与图1所示的螺母类似，在端部的螺纹段上具有三个收口点，收口点的位置根据实际需求设置在螺纹段的端部或中部，在测试收口尺寸时，需要测量三点所连成的同心圆的内径(螺纹小径)，该尺寸用现有的游标卡尺、千分尺等两点测量工具无法定位测量，而采用大型精密测量系统在加工现场进行测量又不现实，其成本费用高昂，效率低，因此提出了一种针对三点收口后螺纹小径的测量方法。


技术实现要素：

4.本发明在于提供一种用于三点收口后螺纹小径的测量工装及其测量方法，以解决自锁螺母内径变形后，两点测量工具无法直接测量三点收口式自锁螺母的螺纹小径尺寸的问题。
5.为解决上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于三点收口后螺纹小径的测量工装，包括螺套及可与螺套内壁螺纹连接的锥形螺栓，所述锥形螺栓包括螺纹段和尖锥段。
6.本方案的基本原理为：由于尖锥段的锥面是由连续不断的圆环组成，在尖锥段不同的长度上圆环的直径不同，而三点式收口又是在螺母的圆周外壁上从等距间隔的三点处，挤压相同的进给量形成的，因此收口处的螺母内壁均内切同一圆环，利用圆锥面与该圆环贴触，测量圆锥面的外径尺寸即可得到收口处螺纹小径的值。
7.此外还提出一种基于该辅助工装的螺纹小径测量方法，
8.s1：将测量工装内的锥形螺栓完全拧入螺套内；
9.s2：将待测螺母的收口端对准锥形螺栓的尖锥段，并贴触在螺套端面上；
10.s3：拧动锥形螺栓，将锥形螺栓的尖锥段拧入待测螺母中，至尖锥段与收口内壁完
全贴合；
11.s4:将整个测量工装水平移出螺母的收口处；
12.s5:用外径测量工具贴触螺套与锥形螺栓的相交面，利用外径测量工具得到该处的外径值，此外径值即为三点收口后待测螺母的螺纹小径。
13.本方案的有益效果为：待测螺母完成三点式收口加工后，需要对螺纹小径进行测量，由于螺纹小径的数值为三点连成的内切圆的直径，而三个点两两之间的距离只是内切圆1/3弧线两端的直线距离，无法采用常用的游标卡尺及千分尺等两点测量仪器直接测得内切圆直径，测量困难，本方案设计的工装通过伸入量可调的圆锥面，将三点内切圆的内径转化为圆锥面的外径，方便采用常用的游标卡尺和千分尺得到螺纹小径的测量值，工装结构简单、测量方便。
14.进一步，螺套的周向上间隔设有至少3个保险机构，所述保险机构包括可沿螺套轴向伸缩的伸缩条8、垂直于伸缩条8且滑动连接在螺套内侧壁上的伸缩顶针，伸缩条8靠近伸缩顶针的一端开有限位孔，伸缩顶针包括顶针套和顶针头，顶针套与顶针头之间连接有第一弹簧，所述锥形螺栓的周向上间隔开有若干沿轴向的凹槽。螺母未贴触在螺套端壁上时，伸缩顶针卡入凹槽内，阻止锥形螺栓转动；当螺母贴触螺套端壁时，伸缩条受到挤压收入螺套内，伸缩条上的限位孔与伸缩顶针对准，伸缩顶针向上滑动进入限位孔，脱离凹槽，此时可转动锥形螺栓，顶针头向顶针套方向收缩，贴触锥形螺栓的外螺纹。
15.设置保险机构的目的在于为了将螺套完全压在螺母的表面，才能进行测量；螺套上至少设置三个伸缩条的控制点，避免螺套相对于螺母歪斜或偏移，导致测量结果不精确。
16.进一步，锥形螺栓远离尖锥段的一端连接有手柄。握持手柄转动整个锥形螺栓，方便操作。
17.进一步，手柄、螺纹段、尖锥段均同轴设置。
18.进一步，手柄上设有可增大摩擦的橡胶套。提高工作人员握持手柄的舒适度。
19.进一步，橡胶套上设有花纹。通过花纹增大手掌与辅助工装之间的摩擦力，方便拧动。
20.进一步，s1之前还包括在对螺母进行收口加工前重复步骤s2～s5，得到收口前的螺纹小径值；所述s5之后还包括对收口前的螺纹小径值与收口后的螺纹小径值计算差值，得出收口量。得到螺母收口的形变量。
附图说明
21.图1为一种三点式收口自锁螺母的示意图；
22.图2为本实施例中测量工装的示意图；
23.图3为本实施例中测量工装的使用示意图；
24.图4为本实施例中测量工装的局部剖视图；
25.图5为图4中a部分的放大示意图。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
27.说明书附图中的附图标记包括：螺套1、锥形螺栓2、手柄3、内螺纹4、外螺纹5、尖锥
段6、凹槽7、伸缩条8、限位孔81、磁铁82、第二弹簧82、伸缩顶针9、顶针头91、顶针套92、卡环93、第一弹簧94。
28.实施例基本如附图1至附图3所示：
29.测量工装由圆筒状的螺套1和锥形螺栓2两个组件构成，螺套1内壁上机加工出内螺纹4，锥形螺栓2从左至右依次为一体成型的手柄3、螺纹段、尖锥段6，三段同轴设置。在螺纹段外部机加工出的外螺纹5与螺套1上的内螺纹4可螺纹匹配。尖锥段6的圆锥面直径从左至右逐渐缩小，且整个尖锥段6能完全收入螺套1内部。在手柄3处的外部包裹橡胶套，橡胶套上加工有螺旋线花纹，通过花纹增大与握持手掌之间的摩擦力，方便工作人员拧动锥形螺栓2。
30.为防止待测螺母还未与螺套1贴触到位，锥形螺栓2就转动的情况发生，螺套1的周向上还安装了间隔相同的保险机构，本实施例中保险机构的数量为三个，如图4、5所示，以单个保险机构为例，螺套1的侧壁内机加工出开口朝螺母的盲孔，盲孔内通过第二弹簧82连接伸缩条8，伸缩条8可沿轴向伸缩，伸缩条8的外壁上开有内壁为圆锥面的限位孔81，限位孔81底部设置磁铁82，通过磁铁可将伸缩顶针9吸入限位孔81。在螺套1的内壁上垂直加工连通盲孔的通孔，通孔内滑动连接伸缩顶针9，通孔的两端用环形件密封，伸缩顶针9的上端外部套有卡环93，卡环93在环形件的阻挡下仅能在通孔的中段上下运动，从而伸缩顶针9利用卡环93防止伸缩顶针9脱出通孔。伸缩顶针9包括顶针套92、顶针头91，顶针套92为靠近伸缩条8的一端。顶针套92和顶针头91为开口相对的筒状壳体，且顶针头91可沿顶针套92的外壁滑动，两者通过内部的第一弹簧94连接成一体，且顶针套92的口部收口，而顶针头91的口部为向外凸出的限位棱，通过收口和限位棱的配合避免顶针套和顶针头脱离。在锥形螺栓2的外壁，开有沿轴向延伸的凹槽7，顶针头91靠近凹槽7的一端为圆弧面。
31.保险装置的工作过程为：待测螺母未贴触在螺套1上时，第二弹簧82处于自然状态，伸缩条8伸出螺套1，伸缩顶针9卡入凹槽7内(若伸缩顶针9未卡入凹槽7内，轻微转动锥形螺杆2，在第一弹簧94的作用下，伸缩顶针9将进入凹槽7内)，锥形螺栓2无法转动；待测螺母贴触螺套1时，伸缩条8挤压第二弹簧82并收入螺套1内，伸缩条8上的限位孔81对准伸缩顶针9，伸缩顶针9向上滑动，其端部脱出凹槽7，锥形螺栓2可顺利转动。测量完毕后，需要反向转动锥形螺栓2收入螺套1，只有在伸缩条8完全压入盲孔时，才能反向旋动锥形螺栓2，此时伸缩顶针9仍然伸入限位孔81内，锥形螺栓2的外螺纹5将顶针头91往顶针套92的方向挤压，使得顶针头91也处于脱离凹槽7的状态，直至锥形螺栓2完全收入螺套1内，螺母离开螺套1表面，伸缩条8在第二弹簧82作用下伸出盲孔，伸缩顶针9被推出限位孔81，顶针头91在第一弹簧94的作用下伸出至凹槽7内。在使用本工装对螺母进行变形量测定时，先用本工装或千分尺对螺母收口前的螺纹小径进行测量，收口加工后，再用本工装将收口尺寸进行测量。
32.具体的，s1：将测量工装内的锥形螺栓2完全拧入螺套1内；
33.s2：将待测螺母的收口端对准锥形螺栓2的尖锥段6，将螺母贴触在螺套1的端面上且伸缩条8完全压入盲孔内；
34.s3：拧动锥形螺栓2，将锥形螺栓2的尖锥段6拧入待测螺母中，至尖锥段6与收口内壁完全贴合；
35.s4:将整个测量工装水平移出螺母的收口处；
36.s5:用游标卡尺或千分尺等外径测量工具贴触螺套1与锥形螺栓2的相交面，得到该处圆锥面的外径值，此外径值即为三点收口后待测螺母的螺纹小径。
37.s6：将收口前的螺纹小径值与收口后的螺纹小径值计算差值，得出收口量。
38.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种用于三点收口后螺纹小径的测量工装，其特征在于：包括螺套及可与螺套内壁螺纹连接的锥形螺栓，所述锥形螺栓包括螺纹段和可伸入待测螺母的尖锥段。2.根据权利要求1所述的一种用于三点收口后螺纹小径的测量方法的辅助工装，其特征在于：所述螺套的周向上间隔设有若干保险机构，所述保险机构包括可沿螺套轴向伸缩的伸缩条、垂直于伸缩条且滑动连接在螺套内侧壁上的伸缩顶针，伸缩条靠近伸缩顶针的一端开有限位孔，限位孔内设有可吸附伸缩顶针的磁铁，伸缩顶针包括顶针套和顶针头，顶针套与顶针头之间连接有第一弹簧，所述锥形螺栓的周向上间隔开有若干沿轴向的凹槽。3.根据权利要求1所述的一种用于三点收口后螺纹小径的测量方法的辅助工装，其特征在于：所述锥形螺栓远离尖锥段的一端连接有手柄。4.根据权利要求3所述的一种用于三点收口后螺纹小径的测量方法的辅助工装，其特征在于：所述手柄、螺纹段、尖锥段均同轴设置。5.根据权利要求4所述的一种用于三点收口后螺纹小径的测量方法的辅助工装，其特征在于：所述手柄上设有可增大摩擦的橡胶套。6.根据权利要求5所述的一种用于三点收口后螺纹小径的测量方法的辅助工装，其特征在于：所述橡胶套上设有花纹。7.一种利用权利要求1～6任一测量工装测量三点收口后螺纹小径的方法，其特征在于：s1：将测量工装内的锥形螺栓完全拧入螺套内；s2：将待测螺母的收口端对准锥形螺栓的尖锥段，并贴触在螺套端面上；s3：拧动锥形螺栓，将锥形螺栓的尖锥段拧入待测螺母中，至尖锥段与收口内壁完全贴合；s4:将整个测量工装水平移出螺母的收口处；s5:用外径测量工具贴触螺套与锥形螺栓的相交面，利用外径测量工具得到该处的外径值，此外径值即为三点收口后待测螺母的螺纹小径。8.根据权利要求7所述的一种用于三点收口后螺纹小径的测量方法，其特征在于：所述s1之前还包括在对螺母进行收口加工前重复步骤s2～s5，得到收口前的螺纹小径值；所述s5之后还包括对收口前的螺纹小径值与收口后的螺纹小径值计算差值，得出收口量。

技术总结
本申请涉及紧固件测量技术领域，具体公开了一种用于三点收口后螺纹小径的测量工装及其测量方法，工装包括螺套及可与螺套内壁螺纹连接的锥形螺栓，所述锥形螺栓包括螺纹段和可伸入待测螺母的尖锥段。本方案可解决自锁螺母内径变形后，两点测量工具无法直接测量三点收口式自锁螺母的螺纹小径尺寸的问题。口式自锁螺母的螺纹小径尺寸的问题。口式自锁螺母的螺纹小径尺寸的问题。


技术研发人员：岑晓峰 李鸿
受保护的技术使用者：贵州航锐航空精密零部件制造有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/20