作为用于综合检验油井管特殊螺纹接头加工质量的专用量具，非API螺纹量规即特殊螺纹量规除了设计复杂之外，加工工艺复杂，同时对量规的耐磨性、尺寸稳定性和加工精度要求高。然而，长期以来国外公司垄断了特殊螺纹量规的成形磨削加工技术，并设置了专利保护。由于国内单位的制造技术相对落后，产品的使用性能差，造成产品所占市场份额很小，无法与国外同类产品竞争。针对这一现状，本文基于油井管特殊螺纹量规的使用与服役性能需求，来驱动材料的热处理工艺和磨削加工工艺优化设计。最终，实现了普通磨料和超硬磨料砂轮在特殊螺纹量规磨削加工中的良好应用，解决了特殊螺纹量规的磨削缺陷问题。论文的主要研究内容如下：（1）从特殊螺纹量规材料9Mn2V的热处理出发，建立了材料的热处理工艺与磨削性能之间的关系。碳化物偏析严重，残余奥氏体含量过高，材料组织的粗大和不均匀分布是造成磨削烧伤和磨削裂纹的重要原因。通过增加冷处理和回火处理工艺，对改善特殊螺纹量规材料的耐磨性能和机械性能有较大的帮助。而经过两次冷处理和回火处理的工件材料，网状碳化物大量消除，碳化物级别在2级以内，残余奥氏体含量在4%以内，马氏体更加细化且均匀分布，此时工件材料具有良好的磨削加工性能。（2）基于平面连续磨削的温度场分析，建立了成型磨削温度的数值计算模型，指出了在成形磨削过程中，两平面交界处最容易产生磨削烧伤的原因：一方面因为凸缘位置导热材料较少，另一方面因交界处的热源强度为相邻两平面热源强度之和，从而具有最高温升。分析了成形磨削过程中进入工件的热量比例，并设计了成形磨削温度的测试方法，通过试验对理论模型进行了验证。（3）在不同的磨削速度和磨削深度下，单颗磨粒的磨削过程中，材料的应变率强化和热软化作用相互影响，但磨削高温导致的热软化作用占据主导地位。根据磨屑形态的转变，确定了100#磨粒耕犁-切削转变的临界切深为0.007mm，从而为普通磨料和超硬磨料的磨粒优选和磨削用量优化提供了有利指导。对超硬磨料砂轮的基体结构和工作型面进行了详细的设计，对砂轮基体的制造工艺和磨粒电镀工艺也进行了简单的描述。砂轮检测结果表明，单层电镀CBN砂轮具有良好的容屑能力。（4）特殊螺纹量规的磨削缺陷与砂轮的加工工艺参数、修整参数紧密相关。对于特殊螺纹量规的粗磨削和精磨削加工，均应采用较大的工件进给速度和双向冷却方式以避免磨削烧伤。在粗磨阶段，砂轮的的修整以锐化为主，而精磨阶段，砂轮的修整以整形为主，同时可以通过改变滚轮的修整参数来解决砂轮的非均匀磨损问题。特殊螺纹量规毛坯热处理后的不均匀变形和高速旋转时因砂轮中心孔装配间隙带来的大径向跳动，是造成超硬磨料砂轮单侧大面积齿顶磨损的原因。结合优化的磨削加工工艺，分别采用普通磨料砂轮和改进后的超硬磨料砂轮，解决了特殊螺纹量规的磨削缺陷问题。在本文基础理论、试验和应用研究的基础上，开发了油井管非API螺纹量规成形磨削加工的成套工艺技术，解决了特殊螺纹量规磨削加工质量难于控制的瓶颈问题，实现了油井管特殊螺纹量规制造技术的国产化。在采用优化的加工工艺技术后，单个工件加工时间由原18小时缩短至9小时，加工效率提升了50%；特殊螺纹量规的使用寿命由优化加工工艺前的最低2000次提升至16000～17000次，实现了对国外同类产品的替代。