CN105537869A - 一种螺纹环规及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺纹环规，包括外圈部和嵌套于所述外圈部中的内圈部，所述内圈部为硬质合金圈，所述硬质合金圈的内壁上设置有与待测螺纹的规格对应的内螺纹。应用本发明提供的螺纹环规时，由于其内螺纹的部分是采用硬质合金材料制成，硬质合金具有优异的硬度和强度，因此相较于普通工具钢螺纹环规，硬质合金内螺纹的耐磨性显著提高。同时，由于硬质合金良好的抗腐蚀性也使得螺纹环规的耐腐蚀性能大幅提高。进而有效保证了测量的精确性且延长了螺纹环规的使用寿命。本发明还提供了一种用于加工上述螺纹环规的螺纹环规加工工艺。

Description

一种螺纹环规及其加工工艺

技术领域

本发明涉及检测工具技术领域，更具体地说，涉及一种螺纹环规，还涉及一种螺纹环规的加工工艺。

背景技术

为了保证产品质量，机械加工中的每一个零件，都必须根据图纸上规定的公差要求制造。如果仅仅依靠人的感觉器官或简单的直尺检测是远远不够的，必须借助于有一定精度的测量工具来衡量。因此为能够获得更高的测量精度，需提高测量工具的精度。

螺纹环规属于一种常用量具，是用于测量工件外螺纹尺寸的正确性。为使量具具有较高的检测精度，其材料选择应着重考虑对量具耐磨性、尺寸稳定性、可加工性和抗蚀性等方面的影响。一方面，量具工作面必须有高度耐磨性才能在长期使用中保持精度，为此淬火硬度高、耐磨性好的钢材常在入选之列。同时，量具在使用和存放过程中应能保持最小的尺寸变化，因此量具中应尽量减少残留奥氏体量和残留应力值。

现有技术中常见的螺纹环规一般采用普通工具钢材料制作而成。然而，普通工具钢虽具有良强度和韧性，但在长期的使用过程中，内螺纹易磨损，也会造成精度不稳定，测量的误差偏大。因此需要采用一种硬度更高、耐磨性更好的材料来制作。同时，采用普通工具钢加工螺纹环规时，需先车削螺纹，再进行淬火处理，以释放其内部应力。而普通工具钢材在进行淬火的过程中，由于其螺纹会产生变形，因此淬火之后需要对螺纹进行磨削加工，以保证螺纹的精度。而为了保证后续螺纹的磨削加工，在淬火之前的车削加工过程中会预留一定的磨削量。

综上所述，如何有效地解决螺纹环规长期使用易磨损造成精度不稳定、测量误差偏大等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种螺纹环规，该螺纹环规的结构设计可以有效地解决螺纹环规长期使用易磨损造成精度不稳定、测量误差偏大的问题，本发明的第二个目的在于提供一种螺纹环规的加工工艺。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺纹环规，包括外圈部和嵌套于所述外圈部中的内圈部，所述内圈部为硬质合金圈，所述硬质合金圈的内壁上设置有与待测螺纹的规格对应的内螺纹。

优选地，上述螺纹环规中，所述硬质合金圈的成分包括碳化钨和钴，且所述碳化钨的重量百分数为75％-85％，所述钴的重量百分数为15％-25％。

优选地，上述螺纹环规中，所述外圈部的外壁上设置有耐磨纹路。

优选地，上述螺纹环规中，所述外圈部为外钢套。

优选地，上述螺纹环规中，所述硬质合金圈与所述外钢套经热配工艺固定连接。

优选地，上述螺纹环规中，所述硬质合金圈与所述外钢套经机械锁紧工艺固定连接。

优选地，上述螺纹环规中，所述外钢套的厚度与所述硬质合金圈的厚度相同。

优选地，上述螺纹环规中，所述外圈部为硬质合金圈，所述内圈部与所述外圈部为经烧结工艺成型的一体式结构。

本发明提供的螺纹环规包括内圈部和外圈部。内圈部嵌套于外圈部中，内圈部为硬质合金圈，且其内壁上设置有与待测螺纹的规格对应的内螺纹，进而能够通过将待测螺纹拧入内螺纹的情况判断待测螺纹是否合格。

应用本发明提供的螺纹环规时，由于其内螺纹的部分是采用硬质合金材料制成，硬质合金具有优异的硬度和强度，因此相较于普通工具钢螺纹环规，硬质合金内螺纹的耐磨性显著提高。同时，由于硬质合金良好的抗腐蚀性也使得螺纹环规的耐腐蚀性能大幅提高。进而有效保证了测量的精确性且延长了螺纹环规的使用寿命。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种用于加工上述任一种螺纹环规的螺纹环规加工工艺，包括步骤：

步骤1：将硬质合金粉料模压成圆环；

步骤2：在所述圆环内加工出内螺纹；

步骤3：高温烧结成型硬质合金圈毛坯；

步骤4：将所述硬质合金圈毛坯磨削加工出符合工艺要求的内螺纹。

应用本发明提供的螺纹环规加工工艺时，对加工出内螺纹的硬质合金圆环直接烧结，由于硬质合金与普通工具钢相比，硬度高、形变量小，因此烧结成型后内螺纹变形量小，故后续磨削加工量较小，即可以明显减小内螺纹加工时预留磨削余量，进而大大降低生产成本。

优选地，上述螺纹环规加工工艺中，还包括步骤：加工成型外钢套，所述步骤4后还包括步骤：

步骤5：将磨削加工出符合工艺要求的内螺纹的硬质合金圈与外钢套通过热配工艺固定连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的螺纹环规一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明提供的螺纹环规加工工艺一种具体实施方式的流程示意图。

硬质合金圈1，外钢套2。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种螺纹环规，以提高螺纹环规的耐磨性、保证其测量精度，减小测量误差。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明提供的螺纹环规一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的螺纹环规包括内圈部和外圈部。

其中，内圈部嵌套于外圈部中，即二者是固定连接的。内圈部为硬质合金圈1，且其内壁上设置有与待测螺纹的规格对应的内螺纹，进而能够通过将待测螺纹拧入内螺纹的情况判断待测螺纹是否合格。根据待测螺纹不同的规格，可以相应的设置螺纹环规内螺纹的规格，检测时直接根据外螺纹的规格选择相同规格的螺纹环即可。当然，本领域技术人员应考虑到使用时螺纹的最大最小配合间隙。具体内螺纹的设置可参考现有技术，此处不再赘述。螺纹环规一般包括通端一件，止端一件，相应的上述硬质合金螺纹环规也可以包括通端一件，止端一件。

外圈部可以为外钢套2，也就是外圈部仍采用钢材，具体可以采用普通工具钢。外圈部与内圈部一般为固定连接，进而便于测量。由于将带有内螺纹的内圈部在使用过程中易磨损，因此将其设置为硬质合金圈1，提高螺纹环规的耐磨性。同时外圈部仍采用钢圈，即可结合钢质螺纹环规其他的优点的基础上提高耐磨性。

具体的，硬质合金圈1与外钢套2之间可以采用热配工艺也就是热镶工艺连接，即采用加热的方式使二者固定连接。由于钢件具有良好的延展性且熔点低，因而可利用磁场产生感应电流，感应电流使得通电的钢套发热进而膨胀，这时再将硬质合金圈快速压入已加热膨胀的钢套中，然后断电，钢套自然冷却，冷却的钢套收缩，与硬质合金圈紧固在一起。根据需要二者也可以采用机械锁紧工艺固定连接，如螺纹连接等。采用螺纹连接时一般需考虑不影响对待测螺纹的检测，如二者不发生松动等。具体二者也可以采用焊接、过盈配合等其他常规的固定连接方式连接。

进一步地，外钢套2的厚度可以与内侧硬质合金圈1的厚度相同，进而能够保证二者各自的强度，且结合后整体强度较高。当然，根据需要也可以调整二者的厚度，如设置硬质合金圈1的厚度较大等。

为了便于检测操作时的握持，可在外钢套2的外缘，也就是外钢套2的外壁上设置耐磨纹路，进而方便拿取。纹路具体可以为十字交叉纹路，以增大拿取时的摩擦。

在上述各实施例的基础上，硬质合金圈1的成分可以包括碳化钨和钴，且碳化钨的重量百分数为75％-85％，钴的重量百分数为15％-25％。由此获得的硬质合金具有较好的耐磨性、强度及耐腐蚀性。同时，由于钨是我国的战略资源，采用硬质合金与工具钢的组合件，不仅可以保护国家的稀缺资源，而且降低了制造成本，经济环保。

在另一种具体实施方式中，本发明提供的螺纹环规包括外圈部和嵌套于外圈部中的内圈部，内圈部为硬质合金圈，外圈部也为硬质合金圈，且内圈部与外圈部为经烧结工艺成型的一体式结构。具体可以为通过模压-半加工-烧结-精加工整体成形。也就是螺纹环规为一体式的硬质合金件，其内外均采用硬质合金，即上述嵌套既包括通过常规固定连接方式连接也包括一体结构。一体式结构便于加工，无需分别加工硬质合金圈与外钢套2，直接成型硬质合金的螺纹环规即可。

具体的，一体式硬质合金圈的外缘，也就是外圈部的外壁也可以设置便于拿取的耐磨纹路。如十字交叉纹路等。硬质合金的成分也可以为碳化钨和钴，且碳化钨的重量百分数为75％-85％，钴的重量百分数为15％-25％。当然对于某一确定的硬质合金圈而言，其碳化钨及钴的含量应均为确定的值，且二者含量之和应为100％。具体的配比可根据实际原材料情况等进行选择。

本发明还提供了一种用于加工上述任一种螺纹环规的螺纹环规加工工艺。

请参阅图2，图2为本发明提供的螺纹环规加工工艺一种具体实施方式的流程示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的螺纹环规加工工艺包括步骤：

S101：将硬质合金粉料模压成圆环。

将硬质合金原料按设计比例混匀，并采用模压的方式压制成圆环，具体可以为重量百分数为75％-85％的碳化钨与重量百分数为15％-25％的钴将其混匀后模压成型。

S102：在所述圆环内加工出内螺纹。

对压制的圆环进行半加工，在其内壁上加工出内螺纹，一般可车出内螺纹。具体螺纹的规格可根据待测螺纹的规格设置。

S103：高温烧结成型硬质合金圈毛坯。

将半加工后的半成型件进行烧结，获得硬质合金圈毛坯。具体的可以将其放入真空-脱蜡一体炉中进行高温烧结，通过烧结工艺，加热到接近粘结金属熔点的时候，硬化相与粘结金属便形成共晶合金。经过冷却，硬化相分布在粘结金属组成的网格里，彼此紧密地联系在一起，形成一个牢固的整体，即螺纹环规粉坯烧结为硬质合金毛坯。

S104：将所述硬质合金圈毛坯磨削加工出符合工艺要求的内螺纹。

将烧结成型后的硬质合金圈毛坯进行螺纹磨削加工，获得螺纹环规成品。采用整体硬质合金的设计，可以避免后续加工工序，缩短制造流程，从而降低成本。由于硬质合金与普通工具钢相比，硬度高、形变量小，因此烧结成型后内螺纹变形量小，故后续磨削加工量较小，即可以明显减小内螺纹加工时预留磨削余量，进而大大降低生产成本。

螺纹环规外缘可以设置耐磨纹路，进而可以在压制的圆环外壁上加工出纹路，进而烧结成型后硬质合金圈外缘具有耐磨纹路。

进一步地，也可以将螺纹环规设置为内外两圈的分体式结构，外圈部为加工而成的外钢套，具体外钢套的加工可参考现有技术中普通工具钢螺纹环规的加工方法，通过车削等工艺成型，且在步骤S104后还包括步骤：

S105：将磨削加工出符合工艺要求的内螺纹的硬质合金圈与外钢套通过热配工艺固定连接。根据需要也可以采用机械锁紧工艺将二者结合。分别加工内圈部硬质合金圈与外圈部的外钢套，再将二者连接。同时外圈部仍采用钢圈，结合了传统钢质螺纹环规其他的优点的同时，由于内圈部的硬质合金圈刚度、强度高，耐磨性好的特点，提高了螺纹环规的耐磨性。

螺纹环规作为一种常用量具，与之对应的量具是塞规，塞规相应的也可以采用硬质合金材质来替代工具钢，进而提高塞规的耐磨性及耐腐蚀性能，保证其测量的精准性，延长使用寿命。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种螺纹环规，其特征在于，包括外圈部和嵌套于所述外圈部中的内圈部，所述内圈部为硬质合金圈，所述硬质合金圈的内壁上设置有与待测螺纹的规格对应的内螺纹。

2.根据权利要求1所述的螺纹环规，其特征在于，所述硬质合金圈的成分包括碳化钨和钴，且所述碳化钨的重量百分数为75％-85％，所述钴的重量百分数为15％-25％。

3.根据权利要求2所述的螺纹环规，其特征在于，所述外圈部的外壁上设置有耐磨纹路。

4.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹环规，其特征在于，所述外圈部为外钢套。

5.根据权利要求4所述的螺纹环规，其特征在于，所述硬质合金圈与所述外钢套经热配工艺固定连接。

6.根据权利要求4所述的螺纹环规，其特征在于，所述硬质合金圈与所述外钢套经机械锁紧工艺固定连接。

7.根据权利要求4所述的螺纹环规，其特征在于，所述外钢套的厚度与所述硬质合金圈的厚度相同。

8.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹环规，其特征在于，所述外圈部为硬质合金圈，所述内圈部与所述外圈部为经烧结工艺成型的一体式结构。

9.一种螺纹环规加工工艺，其特征在于，包括步骤：

步骤1：将硬质合金粉料模压成圆环；

步骤2：在所述圆环内加工出内螺纹；

步骤3：高温烧结成型硬质合金圈毛坯；

步骤4：将所述硬质合金圈毛坯磨削加工出符合工艺要求的内螺纹。

10.根据权利要求9所述的螺纹环规加工工艺，其特征在于，还包括步骤：加工成型外钢套，所述步骤4后还包括步骤：

步骤5：将磨削加工出符合工艺要求的内螺纹的硬质合金圈与外钢套通过热配工艺固定连接。