一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置，包括柔性夹具，柔性夹具包括两个底面相对设置的等腰梯形状的外框，外框顶部两端与外框底端连接形成矩形的内框；两个外框底面两端分别相连形成矩形的中间框，内框外框和中间框的各端点形成连接节点，相邻连接节点间连接形成检测段，所述检测段由若干检测单元串联形成；所述检测单元结构包括绝缘弹簧，绝缘弹簧内安装有弹性电阻片，弹性电阻片两端分别与绝缘弹簧两端相连；相邻绝缘弹簧之间铰接连接；各检测段两端连接有电压采集装置。本发明专利技术可以快速精密检测变槽宽内螺纹厚度并同时识别特殊扣内螺纹的误差源，提高特殊扣外螺纹的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置及其使用方法
本专利技术属于机械领域，尤其涉及一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置及其使用方法。
技术介绍
特殊扣螺纹常用于油管或者气管的连接，其连接不仅需要紧密可靠连接，还需要具有较高的密封性能，这对特殊扣螺纹加工质量提出了更高的要求。但是特殊扣螺纹加工后，需要检测其螺纹几何形状的加工精度，判断其是否符合加工要求。由于特殊扣内螺纹的槽宽随着螺纹的径向逐渐减少，且其螺纹的深度逐渐降低，其几何形状较为复杂，这对特殊扣螺纹的几何形状检测造成了不同常规螺纹的难点，如几何形状的识别尺度，接触式检测中探针与在特殊扣螺纹内部运动及其接触过程中运动路径规划，非接触式检测中介质在特殊扣螺纹内部中传递与接收等。导致现有的特殊扣螺纹加工精度检测较为复杂。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置及其使用方法。本专利技术可以快速精密检测变槽宽内螺纹厚度并同时识别特殊扣内螺纹的误差源，提高特殊扣外螺纹的加工精度。为达到上述技术效果，本专利技术的技术方案是：一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置，包括柔性夹具5，柔性夹具5包括两个底面相对设置的等腰梯形状的外框1，外框1顶部两端与外框1底端连接形成矩形的内框2；两个外框1底面两端分别相连形成矩形的中间框6，内框2外框1和中间框6的各端点形成连接节点，相邻连接节点间连接形成检测段，所述检测段由若干检测单元串联形成；所述检测单元结构包括绝缘弹簧3，绝缘弹簧3内安装有弹性电阻片4，弹性电阻片4两端分别与绝缘弹簧3两端相连；相邻绝缘弹簧3之间铰接连接；各检测段两端连接有电压采集装置。进一步的改进，所述电压采集装置为电压表；所述弹性电阻片4由导电弹性体制成。进一步的改进，所述检测单元结构的长度L1为：其中L表示特殊扣内螺纹截面形状最短处的长度单位为um；K表示特殊扣螺纹的精度要求单位为um。一种上述快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置的使用方法，包括如下步骤：步骤一，将柔性夹具5卡入套在待检测特殊扣内螺纹的螺纹槽内；步骤二、电压采集装置采集检测段的电压，电压采集装置的采集频率≥f，其中v1表示检测的特殊扣内螺纹旋转的最快线速度速度，单位为mm/s，；k为螺纹的精度要求，单位为um；电压采集装置将电压信号发送到处理设备，记录特殊扣螺纹运动过程中，各检测段的电压，并将电压转化为螺纹扣1各段的长度，获得待检测特殊螺纹扣的尺寸，实时获得待检测特殊螺纹扣形状。进一步的改进，还包括步骤三：将实时获得的柔性夹具5待检测特殊螺纹扣形状与标准的螺纹形状对比；若检测待检测特殊螺纹扣时等腰梯形状的外框1顶部的长度与检测标准螺纹的等腰梯形状的外框1顶部的长度相比，出现周期性的变大变小，则说明加工中出现了周期性的轴向振动，则改变切削加工中工的旋转速度，至周期性的变大变小消失；若检测待检测特殊螺纹扣时外框1的高度与检测标准螺纹的外框1高度的相比出现周期性变化，则加工中出现了轴周期的径向振动，则降低切削深度或者将工件重新夹紧，提高工件与机床的固定连接刚度，至周期性变化消失；若检测待检测特殊螺纹扣时外框1顶部两端与外框1底端连接形成的连接段的高度与检测标准螺纹的外框1时外框1顶部两端与外框1底端连接形成的连接段的高度的相比尺寸持续偏小且降低量大于检测精度，则加工中出现了刀具的异常磨损，需要更换刀具；若检测待检测特殊螺纹扣时，外框的同时出现了3个及以上尺寸的无规律变化，如一些尺寸增大，一些尺寸减少，且变化没有周期规律，则加工中出现零件的松动，检查机床丝杠的导向装置将零件拧紧。附图说明图1为特殊扣内螺纹的结构示意图；图2为本专利技术螺纹扣结构示意图；图3为弹性电阻片的结构示意图；图4为螺纹扣截面受力后的形状结构示意图。具体实施方式以下通过具体实施方式并且结合附图对本专利技术的技术方案作具体说明。实施例1(1)特定结构的柔性夹具OABKLMFE如图1所示，其中特殊结构OA，AB，BC，CD，DE，EO，OD，AC等组成，其长度可以在外压力的作用下缩短，由多个单元L1构成。若螺纹的精度要求为K，如10um，标准特殊扣内螺纹截面形状最短某个尺寸的长度为L,如最短尺寸为OA，长度为5mm，则为了达到螺纹的检测精度要求，则单元L1的长度为：为500um。单元为圆柱弹簧和圆柱形电阻组成，电阻片与圆柱弹簧两端连接，电阻在弹簧中心轴向上，电阻的长度可以随着弹簧受到的压力变化，电阻值与电阻片的长度成正比，即电阻与电阻的长度为线性关系。若弹簧受到的压力大于其预压力，则弹簧的长度缩短，电阻的长度变短，电阻降低。若弹簧受到的压力小于其预压力，则弹簧的长度变长，电阻的长度边长，直到弹簧存在回弹力与外力平衡，外力为力F1，力F2，待检测螺纹对特定结构的柔性夹具的合力。电阻增加如图2所示。各单元间的弹簧通过铰接的方式连接，电阻片在弹簧的末端相连接。安装的原型导向槽内，导向槽道长度可变化。在力预先设置的回弹力及与待检测螺纹扣接触力的作用下，特定结构的柔性夹具尺寸变化为O1A1B1K1L1M1F1E1。将特定结构的柔性夹具沿着螺纹旋转方向运动。并在特殊扣内螺纹与待检测的外螺纹接触并受到待检测的外螺纹的反作用力，特殊扣内螺纹发生等效变形。在B端接入电压U，U通常小于16V，采集并记录B1-A1，B1-C1，A1-O1，O1-E1，O1－D1，C1－D1，D1－E1的电压，随着特殊扣内螺纹运动，当待检测螺纹几何尺寸发生变化，特殊结构的螺纹扣的形状发生变化，其组成各段的电压发生变化，依据电压，电阻之间的关系，获得各段的电阻，依据电阻与长度之间的关系，获得变化后特定结构的柔性夹具的截面的各段的长度，即为待检测螺纹的各段的长度，并获得各个连接段之间的角度。为实现以上功能，特殊口螺纹各段间连接电压表，电压采集装置的频率ff与精度相关，若检测的最快速度为v1，为保证能够完整采集到运动过程中的电压信号，采集频率最低为K为螺纹的精度要求，电压采集装置中内置无线发射装置，其发射的无线信号由无线接收装置接收，无线信号接收装置与信号接收与处理设备连接。经过滤波后，记录特殊扣内螺纹运动过程中，各段的电压，将电压转化为各段长度，就能获得待检测的变槽宽内螺纹的厚度等尺寸，并实时获得待检测特殊螺纹扣形状，将其形状与标准的螺纹形状对比，获得其变化趋势。若检测获得螺纹形状与标准螺纹O1-A1间出现周期性的变大变小，则加工中出现了周期性的轴向振动，可以用过改变切削加工中工件(用于加工特殊扣内螺纹的零件)的旋转速度，若是O1-D1出现周期性变化，则加工中出现了轴周期的径向振动，需要降低切削深度或者将工件重新夹紧，以提高工件与机床的固定连接刚度。若由尺寸持续偏小，则加工中出现零件的松动，需要检查机床丝杠的导向装置等。上述仅为本专利技术的一个具体导向实施方式，但本专利技术的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均应属于侵犯本专利技术的保护范围的行为。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置，其特征在于，包括柔性夹具(5)，柔性夹具(5)包括两个底面相对设置的等腰梯形状的外框(1)，外框(1)顶部两端与外框(1)底端连接形成矩形的内框(2)；两个外框(1)底面两端分别相连形成矩形的中间框(6)，内框(2)外框(1)和中间框(6)的各端点形成连接节点，相邻连接节点间连接形成检测段，所述检测段由若干检测单元串联形成；所述检测单元结构包括绝缘弹簧(3)，绝缘弹簧(3)内安装有弹性电阻片(4)，弹性电阻片(4)两端分别与绝缘弹簧(3)两端相连；相邻绝缘弹簧(3)之间铰接连接；各检测段两端连接有电压采集装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置，其特征在于，包括柔性夹具(5)，柔性夹具(5)包括两个底面相对设置的等腰梯形状的外框(1)，外框(1)顶部两端与外框(1)底端连接形成矩形的内框(2)；两个外框(1)底面两端分别相连形成矩形的中间框(6)，内框(2)外框(1)和中间框(6)的各端点形成连接节点，相邻连接节点间连接形成检测段，所述检测段由若干检测单元串联形成；所述检测单元结构包括绝缘弹簧(3)，绝缘弹簧(3)内安装有弹性电阻片(4)，弹性电阻片(4)两端分别与绝缘弹簧(3)两端相连；相邻绝缘弹簧(3)之间铰接连接；各检测段两端连接有电压采集装置。


2.如权利要求1所述的快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置，其特征在于，所述电压采集装置为电压表；所述弹性电阻片(4)由导电弹性体制成。


3.如权利要求1所述的快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置，其特征在于，所述检测单元结构的长度L1为：其中L表示特殊扣内螺纹截面形状最短处的长度单位为um；K表示特殊扣螺纹的精度要求单位为um。


4.一种如权利要求1所述快速精密检测变槽宽内螺纹厚度的装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将柔性夹具(5)卡入套在待检测特殊扣内螺纹的螺纹槽内；
步骤二、电压采集装置采集检测段的电压，电压采集装置的采集频率≥f，其中v1表示检测的特殊扣内螺纹旋转的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安民，周唯，陈雪林，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43