Способ изготовления штангенциркуля Советский патент 1991 года по МПК G01B3/20 

Изобретение относится к изготовлению сварного штангенциркуля.

Известен способ изготовления штангенциркуля, включающий термическую обработку заготовок подвижных и неподвижных губок и сварку их с рамкой и

штангой соответственно. |

Недостатками способа являются низкая производительность и невысокая работоспособность готовых штангенциркулей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления сварного штангенциркуля типа ШЦ-Ш-400...1000-0,1 с элементами штанго- и рамкоузлов, изготовленных из углеродистых сталей. Способ за- ключается в следующем. Из Ст, У8А изготавливают подвижные и неподвижные

губки, а затем производят их термическую обработку: закалку токами высокой частоты в области расположения измерительных поверхностей от 800-820°С через воду в масло и отпуск в шахтной электропечи при 180- 200°С в течение 1-1,5 ч. Затем губки с измерительными поверхностями сваривают со штангой и рамкой, изготовленными из Ст.50, производят нормализацию сварного шва, шлифование и хромирование боковых поверхностей.

В результате изготовления штангенциркуля по данному способу достигается твердость губок, включая измерительные поверхности, HRC 58-60, обеспечивающая среднюю наработку на отказ при наружных измерениях 12600 условных измерений.

ы ел

К недостаткам данного способа изготовления штангенциркуля необходимо отнести низкую технологичность, связанную с необходимостью проведения термической обработки, большой долей брака из-за сложности термообработки ТВЧ эвтектоид- ных сталей и сварки сталей с разным содер- жанием углерода, одной из которых является относительно плохо свариваемая Ст.У8А, высокую себестоимость штангенциркуля, связанную с применение качественной инструментальной Ст.УВА, недостаточную износостойкость измерительных поверхностей, связанную с низкими адгезионными свойствами структуры углеродистой стали после закалки и отпуска.

Целью изобретения является повышение технологичности и увеличение износостойкости штангенциркуля.

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления штангенциркуля, заключающемся в том, что изготавливают штангу и рамку из среднеуглеродистых сталей и стальные губки с измерительными поверхностями, сваривают подвижную и неподвижную губки соответственно с рамкой и штангой, нормализуют сварные швы, упрочняют измерительные поверхности губок, выполняют механическую обработку деталей штангенциркуля и их сборку, для изготовления губок используют стали с содержанием углерода 0,8-1,2 от содержания углерода в стали штанги и рамки, а упрочнение измерительных поверхностей губок осу- ществляют после сварки путем их карбонитрации.

Способ изготовления штангенциркуля осуществляют следующим образом.

Из проката среднеуглеродистой Ст.50 методом холодной вырубки формируют за- готовки штанги и рамки, шлифуют их пот боковым и торцовым плоскостям и сваривают с заготовками подвижных и неподвижных губок, изготавливаемыми из сталей с содержанием углерода 0,8-1,2 от содержания углерода в стали штанги и рамки, т.е. содержащих от 0,4 до 0,6% углерода. Затем осуществляют нормализацию сварного шва, шлифование всех поверхностей штан- го- и рамкоузлов. Благодаря тому, что все элементы штанго- и рамкоузлов изготавливают из сталей с близким содержанием углерода, при охлаждении сварного шва отсутствуют значительные внутренние напряжения, связанные с различиями в коэффициенте объемного расширения и теплопроводности. Нет также скачка микротвердости в области сварного шва. Все это

обусловливает более качественную сварку деталей.

После нормализации и шлифования щтанго- и рамкоузлов производят предварительную сборку штангенциркуля и первичное шлифование измерительных поверхностей. Шероховатость на этих поверхностях доводится до Ra 0,32 мкм. Затем производят насыщение измерительных поверхностей углеродом и азотом путем карбонитрации в расплаве 80% KCNO + 20% КаСОз при 580-600°С в течение 2-3 ч. В результате карбонитрации на измерительных поверхностях губок образуется

трехслойная зона. Наружный слой представляет собой карбонитридную фазу Fea(C,N)c гексагональной решеткой. Второй слой имеет кубическую решетку типа Fe4N. Третий внутренний слой имеет гетерофаз- ное строение. Ферритные зерна пронизаны

иглами Fe4N./Ha границах зерен образуются нитридные пленки. Глубина диффузной зоны достигает 150-200 мкм, микротвердость -7,5-8,5 кН/мм2. Структура характеризуется высокой износостойкостью при взаимодействии с другими металлами.

При содержании углерода в стали губок менее 0,4% (менее 0,8 от содержания углерода в рамке и штанге) не достигается при карбонитрации уровень упрочнения, достаточный для повышения износостойкости по сравнению с термически обработанной Ст.У8А. При содержании углерода более 0,6% (более 1,2 от содержания углерода в рамке и штанге) существенно снижается

глубина насыщения углеродом и азотом и соответственно возрастает вероятность ср- шлифовки слоя при окончательной доводке измерительных поверхностей.

Упрочнение измерительных поверхностей повышает износостойкость до значений, превосходящих Ст.У8А после термического упрочнения. Это позволяет, во-первых, использовать для изготовления губок стали, близкие по содержанию углерода к сталям рамки и штанги, а, во-вторых, исключить предварительную термообработку (закалку и отпуск), что обеспечивает достижение поставленных целей: повышается технологичность штангенциркуля; увеличивается износостойкость штангенциркуля за счет образования упрочненных карбонит- ридных слоев.

Формула изобретения Способ изготовления штангенциркуля,

заключающийся в том, что изготавливают штангу и рамку из среднеуглеродистых сталей и стальные губки с измерительными поверхностями, сваривают подвижную и

неподвижную губки соответственно с рам

t

кой и штангой, нормализуют сварные швы,кости штангенциркуля, для изготовления гуупрочняют измерительные поверхности гу-бок используют стали с содержанием углебок и выполняют механическую обработкурода 0,8...1,2 от содержания углерода в

деталей штангенциркуля и их сборку, о т л и-стали штанги и рамки, а упрочнение измечающийся тем, что, с целью повышениярительных поверхностей губок осуществлятехнологичности и увеличения износостой-5 ют после сварки путем их карбонитрации.

Изобретение относится к изготовлению сварного штангенциркуля. Предлагаемый способ позволяет повысить технологичность и увеличить износостойкость штангенциркуля в 1,6 раза. Способ включает изготовление штанги и рамки из среднеуг- леродистых сталей и стальных губок с изме- рительными поверхностями, сварку подвижной и неподвижной губок соответственно с рамкой и штангой, нормализацию сварных швов, упрочнение измерительных поверхностей губок, механическую обработку деталей штангенциркуля и их сборку. Для изготовления губок используют стали с содержанием углерода 0,8...1,2 от содержания углерода в стали штанги и рамки, а упрочнение измерительных поверхностей губок осуществляют после сварки путем их карбонитрации.