本文针对航空装备维修过程中,自制机械零件与螺纹轴线有关的形位误差难以实际测量的问题。提出基于三坐标的螺纹轴线测量方法,并进行了系统的研究和测试,综合结果符合预期,能够满足航空零部件加工过程中的检验检测要求,解决了与螺纹轴线相关的形状位置公差测量的技术难题。主要研究内容包括:1.研究了三坐标测量外螺纹中径和螺纹轴线的基本原理,提出了以三坐标螺纹中径测量为基础的多点拟合形成中径圆柱,进而提取螺纹轴线的方法。通过分析,给出了三坐标测量外螺纹中径的基本数学模型。2.分析了基于三坐标测量机测量螺纹存在的主要难题和关键技术,包括测针的选择与实现、中径位置测点的准确探测、螺纹中径圆柱的测量策略以及自动测量程序编制方法和步骤,同时给出了详细的测量流程及注意事项。创新的利用测长机内螺纹测量T型双球测针与三坐标测针结合解决了测针问题。3.以贴近实际零件为出发点,充分考虑研究成果的实际应用,设计了实验验证方案和实验验证样件。进行了详细的测量验证工作。根据测量实验的数据做了全面、系统的分析,并对测量结果的不确定度进行了评定,通过检测能力指数M_CP验证了测量的准确性、可靠性能力,能够满足检测需求。