螺杆检测装置及方法与流程

本发明是关于一种检测装置及检测方法，尤其是一种用以检测螺杆规格的螺杆检测装置及方法。

背景技术：

一般外螺纹和内螺纹啮合时，外螺纹的外径与内螺纹的谷径，以及内螺纹的内径与外螺纹的谷径之间，会存在有微小的间隙，而螺纹面则应互相抵接；该互相抵接的部位即为该外螺纹及内螺纹的节圆相切处，为螺纹之间实际传递力量的部位，并定义出该外螺纹及内螺纹的「节圆直径」，又称「有效径」。外螺纹和内螺纹的有效径相近时，二者相互啮合的情况较好；相对地，有效径相差大则会产生间隙，造成啮合不良的问题。因此，外螺纹及内螺纹的有效径是否符合规范，为检视该螺纹件是否为合格品的重要检测项目之一。

对设有外螺纹的螺杆而言，早期检测其外螺纹的有效径是否合格，都是使用「螺纹环规」。检测时，应备有二个具有内螺纹的螺纹环规，其中一螺纹环规的内螺纹的有效径为螺杆公称尺寸的下限值，另一螺纹环规的内螺纹的有效径则为螺杆公称尺寸的上限值。据此，使用者可检测螺杆的外螺纹是否能螺入该二螺纹环规的内螺纹。其中，无法螺入具有螺纹公称尺寸上限值的螺纹环规的螺杆，及能够螺入具有螺纹公称尺寸下限值的螺纹环规的螺杆均为不良品；可螺入具有螺纹公称尺寸上限值的螺纹环规而不可螺入具有螺纹公称尺寸下限值的螺纹环规的螺杆，则为符合品管标准的良品，亦即，该螺杆的有效径落于公称尺寸的上、下限之间，该螺杆可螺入符合公称尺寸的螺帽，且结合后不会产生松动。

只是，目前检测螺杆外螺纹的有效径时，只能得知受测螺杆的外螺纹是否介于公称尺寸的上、下限之间，而无法确切地得知螺杆外螺纹的有效径的正确尺寸，以及，该螺杆的外螺纹的中心线是否与该螺杆的轴线共轴，以确保该螺杆与其他螺纹件啮合时能形成平均受力的密接。

为了解决上述问题，请参照图1，其是使用一种现有的三线规9测量螺杆S外螺纹的有效径的示意图；操作时，先量取受测螺杆S的外螺纹的螺距P，再依螺纹型态选择对应的公式，代入该螺距P以计算出最佳钢线直径d；例如，当受测螺杆S的外螺纹为60度V型螺牙时，最佳钢线直径d约等于0.5774倍的螺距P。接着，依该最佳钢线直径d从整套测量工具中找出符合数值的二个三线规9a、9b，其中一个三线规9a具有二钢线91，另一个三线规9b则具有一钢线91。续将该二个三线规9a、9b组装至一测微器（图未绘示）上，再将该受测的螺杆S设于该二个三线规9a、9b之间，调整该测微器由该三个钢线91稳固抵接在该螺杆S的螺纹面，再读取测量值M。最后将该测量值M代入对应的公式以计算出该螺杆S的外螺纹的有效径D；例如，D=M+0.866025P-3d。

然而，借助三线规9搭配测微器，虽可实际测得螺杆S的外螺纹的有效径值，但操作步骤繁杂，新手学习不易而难以上手；且组装或测量过程中存在有许多人为判断是否装好、是否对位、是否夹紧等动作，只要稍有偏差，都会影响测量结果的准确性，对需要高精密度的螺杆S而言，此现有的螺杆检测装置及方法实难以适用。再且，该现有的螺杆检测装置及方法仍无法得知螺杆S的外螺纹是否有偏心问题，以及其偏心度为多少。

有鉴于此，现有的螺杆检测装置及方法确实仍有加以改善的必要。

技术实现要素：

本发明提供一种螺杆检测装置及方法，不但可用以检知螺杆外螺纹的有效径尺寸，还能检知螺杆的外螺纹的偏心度。

本发明提供一种螺杆检测方法，不但易于操作，且检测精确度高，能适用于具有高精密度要求的螺杆检测。

本发明的螺杆检测装置，包含：一底座；一夹持模块，该夹持模块具有设于该底座上的一基座，以及设于该基座上的二旋转件及一驱动组件，该驱动组件连接该二旋转件，以驱动该二旋转件旋转，一按压臂枢接于该基座，一压轮可旋转地连接该按压臂，该压轮的轴向平行于该二旋转件的轴向，该压轮的环周面与该二旋转件的环周面相对，且该二旋转件的环周面分别设有一螺纹部；及一测量模块，该测量模块具有一支撑座及一测量器，该支撑座设于该底座上，该测量器设于该支撑座上，一检测头可伸缩地连接该测量器，且该检测头的自由端部朝向该二旋转件的螺纹部。

其中，该二旋转件的螺纹部及该检测头的自由端部符合所欲检测的螺杆的外螺纹的螺牙规格。又，该检测头的自由端部可以呈单一螺牙的型态。

其中，该测量器可以包含一外管、一伸缩棒及一显示元件，该伸缩棒穿伸于该外管的内部，该伸缩棒的一端凸伸穿出该外管并设有一定位部，该检测头结合在该定位部；该显示元件连接该外管，该显示元件具有一显示部及一伸缩件，该显示部裸露在该外管外，该伸缩件穿伸于该外管的内部并由该伸缩棒的另一端抵接。

其中，该外管的一端设有一结合部及一盖体，该盖体可拆卸地结合于该结合部。

其中，一穿孔轴向贯穿该盖体，该显示元件具有一卡掣部，该卡掣部的一端连接该显示部，该伸缩件可伸缩地凸伸穿出该卡掣部的另一端，该卡掣部连接定位于该穿孔。

其中，该外管的内部在二端之间以内径差形成一肩部，该外管的内部依该肩部分为一大径区及一小径区，该大径区较该小径区邻近该盖体；该伸缩棒具有一连接棒、一抵止部及一抵杆，该抵止部连接在该连接棒与该抵杆之间，该抵止部的径宽大于该连接棒及该抵杆的径宽，该定位部设于该连接棒远离该抵止部的一端；该连接棒穿伸通过该小径区，该连接棒的局部凸伸穿出该外管，使该定位部裸露在该外管外，该抵杆穿伸于该大径区，该抵杆远离该抵止部的一端抵接该显示元件的伸缩件。

其中，该测量器设有一弹性件，该弹性件套设在该抵杆的外周，该弹性件的一端抵接该伸缩棒的抵止部，另一端抵接该盖体。

其中，该测量模块的测量器是可调整高度地设在该支撑座上。

其中，该底座可以具有一设置面，该夹持模块及该测量模块直接或间接地组装定位于该设置面。又，该设置面上可以设有一平移组件，该夹持模块的基座或该测量模块的支撑座组装定位于该平移组件。

其中，该按压臂的二端分别为一结合端及一按压端，该压轮可旋转地设在该按压臂的结合端，该按压臂的结合端与按压端之间可以设有一枢接部，该按压臂由该枢接部枢接该基座。又，该夹持模块可以具有一复位元件，该复位元件设于该基座中，该复位元件的一端抵接在该按压臂的下方，该复位元件位于该按压臂的枢接部与按压端之间。

其中，该驱动组件可以具有一转动盘及二连动件，该转动盘可旋转地连接该基座，其中一连动件连接该转动盘及其中一旋转件的一端，另一连动件连接该转动盘及另一旋转件的一端。

本发明的螺杆检测方法，包含如下步骤：依据所欲检测的螺杆的外螺纹规格选择一标准螺杆及一螺杆检测装置，该螺杆检测装置的该二旋转件的螺纹部及该检测头的自由端部亦符合该螺牙规格；枢转该按压臂，以将该标准螺杆置入该压轮与该二旋转件之间，使该标准螺杆与该二旋转件啮合，并由该压轮抵接该标准螺杆；调整该测量器的位置，直至该检测头的自由端部可伸缩地抵接于该标准螺杆的螺纹面，并将该测量器所显示的数值归零；将该标准螺杆替换成所欲检测的螺杆，再读取该测量器所显示的测量值，以检知该螺杆的外螺纹的有效径尺寸；及操控该驱动组件以驱动该二旋转件、该压轮及该螺杆旋转，由该测量器侦测该检测头的伸缩位移状态，以测得该螺杆的轴心偏心度。

其中，欲将该标准螺杆替换成所欲检测的螺杆时，可以先使该测量器相对于该支撑座向上位移一预设距离后，枢转该按压臂，以取下该标准螺杆，再将所欲检测的螺杆置入该压轮与该二旋转件之间，并使该螺杆与该二旋转件啮合，再使该测量器相对于该支撑座向下位移前述的预设距离。

据此，本发明的螺杆检测装置及方法，不但可用以检知螺杆外螺纹的有效径尺寸，还能检知螺杆的轴心偏心度。再者，本发明的螺杆检测方法，不但易于操作，且检测过程中减少了人为判断误差的因素，可提升检测精确度，故能适用于具有高精密度要求的螺杆检测。

附图说明

图1：使用一种现有的三线规测量螺杆外螺纹的有效径的示意图。

图2：本发明一实施例的立体结构示意图。

图3：本发明所使用的测量器的立体分解结构示意图。

图4：本发明一实施例置入标准螺杆时的实施示意图。

图5：本发明以二旋转件供标准螺杆啮合，及由压轮抵接标准螺杆时的侧视结构示意图。

图6：本发明以检测头抵接标准螺杆时的侧视结构示意图。

图7：本发明一实施例置入欲检测的螺杆时的实施示意图。

图8：本发明以检测头抵接欲检测的螺杆时，该测量器的侧剖结构示意图。

图9：图8的局部放大结构示意图。

【主要元件符号说明】

﹝本发明﹞

1 底座 11 设置面

12 平移组件

2 夹持模块 21 基座

22 旋转件 221 螺纹部

23 驱动组件

231 转动盘 232 连动件

24 按压臂 24a 结合端

24b 按压端 241 枢接部

25 压轮 26 复位元件

3 测量模块 31 支撑座

32 测量器 321 外管

3211 结合部 3212 盖体

3213 肩部 3214 大径区

3215 小径区 3216 穿孔

322 伸缩棒 3221 定位部

3222 连接棒 3223 抵止部

3224 抵杆 323 显示元件

3231 显示部 3232 伸缩件

3233 卡掣部 324 弹性件

A 标准螺杆 H 检测头

S 螺杆

﹝现有技术﹞

9、9a、9b 三线规 91 钢线

d 钢线直径 D 有效径

M 测量值 P 螺距

S 螺杆。

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

请参照图2，其是本发明螺杆检测装置的一实施例，该螺杆检测装置大致上包含一底座1、一夹持模块2及一测量模块3，该夹持模块2及该测量模块3设于该底座1。

该底座1的型态不限，以能够乘载该夹持模块2及该测量模块3等构件为原则。该底座1具有一设置面11，该设置面11可供该夹持模块2及该测量模块3直接或间接地组装定位。又，该底座1的设置面11上可设有一平移组件12，该平移组件12可供该夹持模块2或该测量模块3组装定位，以通过调整该平移组件12，改变该夹持模块2与该测量模块3的间距或相对位置，适用于不同的测量需求。举例而言，该平移组件12可例如是数组相叠的滑轨与滑块结构，或是如图所示，在一板体上设置不同方向的长孔，搭配锁固元件来调整该夹持模块2与该测量模块3的间距或相对位置。

请参照图2、4，该夹持模块2具有设于该底座1上的一基座21，该基座21可组装定位在该底座1的设置面11或平移组件12上。该夹持模块2另包含设于该基座21上的二旋转件22及一驱动组件23，该驱动组件23连接该二旋转件22，以驱动该二旋转件22旋转。在本实施例中，该二旋转件22的轴向平行，且该二旋转件22相间隔地架设在该基座21上；各该旋转件22的环周面在较邻近该测量模块3的部位设有一螺纹部221，该螺纹部221的螺牙规格符合所欲检测的螺杆S的外螺纹的螺牙规格，使该螺杆S可以与该二旋转件22啮合。

该驱动组件23则包含一转动盘231及二连动件232，该转动盘231可旋转地连接该基座21，该二连动件232可例如为皮带或链条；其中一连动件232连接该转动盘231及其中一旋转件22的一端，另一连动件232则连接该转动盘231及另一旋转件22的一端。据此，使用者可借助操控该转动盘231旋转，进而由该二连动件232连动该二旋转件22同时产生同向的旋转，使得与该二旋转件22啮合的该螺杆S可产生旋转及轴向位移。

该夹持模块2还包含一按压臂24及一压轮25，该按压臂24枢接于该基座21，该压轮25可旋转地连接该按压臂24，该压轮25的轴向平行于该二旋转件22的轴向，且该压轮25的环周面与该二旋转件22的环周面相对，以由该压轮25抵持与该二旋转件22啮合的该螺杆S，确保该螺杆S不会从该二旋转件22上脱落。具体的，该按压臂24的二端分别为一结合端24a及一按压端24b，该压轮25可旋转地设在该按压臂24的结合端24a，该按压臂24的结合端24a与按压端24b之间另设有一枢接部241，该按压臂24由该枢接部241枢接该基座21。

又，为提升操作时的便利性，本实施例的夹持模块2可另设有一复位元件26，该复位元件26设于该基座21中，该复位元件26的一端抵接在该按压臂24的下方，且该复位元件26位于该按压臂24的枢接部241与按压端24b之间。据此，当使用者按压该按压臂24的按压端24b时，该按压臂24相对于该基座21产生枢转，使该按压臂24的结合端24a相对翘起（如图4所示），同时，该复位元件26可受到压缩而产生弹性变形；而使用者放开该按压臂24时，该复位元件26则可弹性复位，进而推抵该按压臂24反向枢转，使该按压臂24的二端均自动回到未被按压时的初始位置。

该测量模块3设于该底座1上，该测量模块3具有一支撑座31及一测量器32，该支撑座31可组装定位在该底座1的设置面11或平移组件12上，该测量器32则组装定位在该支撑座31上，一检测头H可伸缩地连接该测量器32，以由该测量器32测量该检测头H的位移量；该检测头H的自由端部朝向该二旋转件22的螺纹部221。

请参照图3、8，该测量器32包含一外管321、一伸缩棒322及一显示元件323。该伸缩棒322可轴向位移地穿伸于该外管321的内部，该伸缩棒322的一端凸伸穿出该外管321并设有一定位部3221，该检测头H结合在该定位部3221。该显示元件323连接该外管321，该显示元件323具有一显示部3231及一伸缩件3232，该显示部3231裸露在该外管321外，该伸缩件3232穿伸于该外管321的内部并由该伸缩棒322的另一端抵接。据此，当该检测头H受推抵时，该伸缩棒322可同步连动该伸缩件3232，从而由该显示部3231显示该检测头H的位移量。

在本实施例中，该外管321的一端设有一结合部3211及一盖体3212，该外管321的内部在二端之间以内径差形成一肩部3213，并将该外管321的内部依该肩部3211区分为一大径区3214及一小径区3215，该大径区3214较该小径区3215邻近该盖体3212。一穿孔3216轴向贯穿该盖体3212，该穿孔3216连通该外管321内部的大径区3214。该显示元件323另具有一卡掣部3233，该卡掣部3233的一端连接该显示部3231，该伸缩件3232可伸缩地凸伸穿出该卡掣部3233的另一端，该卡掣部3233连接定位于该穿孔3212。

该伸缩棒322具有一连接棒3222、一抵止部3223及一抵杆3224，该抵止部3223连接在该连接棒3222与该抵杆3224之间，该抵止部3223的径宽大于该连接棒3222及该抵杆3224的径宽，该定位部3221设于该连接棒3222远离该抵止部3223的一端。该连接棒3222穿伸通过该外管321内部的小径区3215，且该连接棒3222的局部凸伸穿出该外管321，使该定位部3221裸露在该外管321外，该抵杆3224则穿伸于该外管321内部的大径区3214，该抵杆3224远离该抵止部3223的一端抵接该显示元件323的伸缩件3232。

该测量器32还可另包含一弹性件324，该弹性件324套设在该抵杆3224的外周，该弹性件324的一端抵接该伸缩棒322的抵止部3223，另一端则抵接该盖体3212，以由该弹性件324推抵该抵止部3223抵接于该外管321中的肩部3213。

据由前述结构，本发明可提供一种螺杆检测方法，用以检知螺杆S外螺纹的有效径尺寸，及检知螺杆S的轴心偏心度；该螺杆检测方法包含如下步骤：

请参照图4，依据所欲检测的螺杆S的螺牙规格，选择一标准螺杆A及一螺杆检测装置，且该螺杆检测装置具有符合该螺牙规格的二旋转件22与结合在测量器32的检测头H。其中，该检测头H的自由端部可呈单一螺牙或多螺牙的型态，以能够与对应螺牙规格的标准螺杆A啮合为原则；又，选择使该检测头H的自由端部呈单一螺牙型态，可逐一检测受测螺杆S的每一螺牙，具有较佳的测量准确度。

接着，使用者可按压该夹持模块2的按压臂24，使该按压臂24枢转，令其结合端24a相对翘起，以将该标准螺杆A置入该压轮25与该二旋转件22之间，使该标准螺杆A与该二旋转件22啮合。

请参照图5，续放开该按压臂24，由该复位元件26将该按压臂24的二端均自动回到未被按压时的初始位置。此时，该标准螺杆A的外螺纹与该二旋转件22啮合，该标准螺杆A的外螺纹的螺峰则由该压轮25的环周面稳固抵接。

请参照图6、8，调整该测量器32的位置，使该检测头H的自由端部可伸入该标准螺杆A的外螺纹间隙，直至该检测头H的自由端部可伸缩地抵接该标准螺杆A的螺纹面，并将该显示元件323的显示部3231所显示的数值归零。

接着，再如图5所示，调整该测量器32的位置，使该测量器32相对于该支撑座31向上位移一预设距离后，如图7所示，再次按压该夹持模块2的按压臂24，令该按压臂24枢转，使其结合端24a相对翘起，以取下该标准螺杆A，再将所欲检测的螺杆S置入该压轮25与该二旋转件22之间，使该螺杆S与该二旋转件22啮合，再使该测量器32相对于该支撑座31向下位移前述的预设距离，并读取该显示元件323的显示部3231所显示的测量值。

即，请参照图9，该显示部3231所显示的测量值即为该螺杆S与该标准螺杆A（标示于图6中）的外螺纹的有效径差，使用者只要判读该有效径差值是否在公差范围内，即可检知螺杆S外螺纹的有效径尺寸，并据以判断该螺杆S的外螺纹的有效径尺寸是否为合格品。

续请再参照图2、9，使用者可借助操控该转动盘231旋转，进而由该二连动件232连动该二旋转件22同时产生同向的旋转，使得该压轮25及该螺杆S亦同步旋转，由该测量器32侦测该检测头H的伸缩位移状态，以测得该螺杆S的轴心偏心度。

具体的，若该螺杆S的轴心并无偏心现象，则该螺杆S旋转一周的过程中，该检测头H至该螺杆S轴心的距离应维持不变，故该显示元件323的显示部3231所显示的测量值亦应维持不变。相对地，若该螺杆S的轴心有偏心现象，则在该螺杆S旋转一周的过程中，该检测头H至该螺杆S轴心的距离改变，而该测量器32的弹性件324推抵该伸缩棒322使该检测头H维持抵接该螺杆S的螺旋面，故该显示元件323的显示部3231所显示的测量值将有所改变，且可由该改变的差值换算得知该螺杆S的轴心偏心度。

综上所述，本发明的螺杆检测装置及方法，不但可用以检知螺杆外螺纹的有效径尺寸，还能检知螺杆的外螺纹轴心偏心度。据此，本发明可达到下列优点：

一、可在连续制造大量螺杆的过程中，随时随机抽样检测，以直接得知攻牙机的运作是否产生问题，及是否已达需立即修复问题的时机（例如用以对螺杆攻牙的攻牙刀具是否已磨损至需要更换，或是攻牙刀具的偏摆度是否仍在可允许的范围内等），有助提升产品的良率。

二、由于本发明可确切得知螺杆的受测值，故当攻牙机带动攻牙刀具运作时的偏摆度已无法调整至理想值时，则可利用该受测值进行计算，以快速地在多个攻牙刀具中选出合适的，从而由该合适的攻牙刀具加工出具有合格尺寸的螺杆。

三、本发明可经由测量热处理或电镀等加工前、后的螺杆，简单且快速地检知热处理的变形量或电镀膜厚度是否理想。

是以，本发明除可对螺杆成品进行规格检验之外，还能在螺杆的整个制程中，随时抽验特定加工步骤前、后的半成品，并数据化检测结果，可帮助快速排除制程中的问题，实用性极佳。

再者，本发明的螺杆检测方法，不但易于操作，且检测过程中减少了人为判断误差的因素，可提升检测精确度，故能适用于具有高精密度要求的螺杆检测。