CNC加工中心螺纹加工实战技法：攻丝、铣螺纹、挑齿全解析

螺纹加工是CNC加工中心极重要应用之一，螺纹加工质量效率直接影响零件加工质量和加工中心生产效率。

随加工中心性能提升和刀具改进，螺纹加工方法不断优化，精度效率逐步提高。为使工艺人员合理选择螺纹加工方法、提高生产效率、避免质量事故，总结实践中常用几种螺纹加工方法：

攻丝加工法

1. 攻丝分类与特点

用丝锥加工螺纹孔是最常用方法。主要适用小直径（D＜30）孔位精度不高螺纹孔。

1980年代螺纹孔全采用柔性攻丝，即用柔性攻丝夹头夹持丝锥。攻丝夹头可轴向补偿，补偿机床进给与主轴转速异步产生的前进误差，保证正确螺距。柔性攻丝夹头结构复杂、成本高、易损、效率低。近年加工中心性能逐步提升，刚性攻丝成为基本配置。

因此刚性攻丝成为当前螺纹加工主流方法。即用刚性弹簧夹头夹持丝锥，机床控制主轴进给与转速保持同步。

相比柔性攻丝夹头，弹簧夹头结构简单、价格低、用途广。除夹持丝锥外还可夹持铣刀、钻头等刀具，降低刀具成本。同时刚性攻丝可高速切削，提高加工中心效率、降低制造成本。

2. 攻丝前螺纹底孔确定

螺纹底孔加工对丝锥寿命和螺纹质量影响大。一般选螺纹底孔钻头直径接近底孔直径公差上限。

例：M8螺纹孔底孔直径Ф6.7+0.27mm，钻头直径选Ф6.9mm。这样减小丝锥加工余量、降低负荷、延长丝锥寿命。

3. 丝锥选择

选丝锥首先按加工材料选对应丝锥。刀具厂按被加工材料不同生产不同类型丝锥，选型须特别注意。

相比铣刀镗刀，丝锥对加工材料极敏感。如用加工铸铁丝锥加工铝件易造成乱扣、无序扣甚至断丝锥导致工件报废。其次注意通孔丝锥和盲孔丝锥区别。通孔丝锥导向部分长、前排屑；盲孔丝锥导向短、后排屑。用通孔丝锥攻盲孔无法保证螺纹加工深度。再者，用柔性攻丝夹头时，丝锥柄部直径和方宽须与攻丝夹头一致；刚性攻丝丝锥柄部直径须与弹簧夹头直径一致。总之，合理选丝锥才能保证顺利加工。

4. 攻丝CNC编程

攻丝编程相对简单。现加工中心一般固化攻丝子程序，只需赋值各参数。但注意：数控系统不同，子程序格式不同，部分参数含义不同。

例：西门子840C系统，编程格式：G84 X_Y_R2_R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。编程时仅需赋值这12参数。

螺纹铣削

1. 螺纹铣削特点

螺纹铣削用螺纹铣刀，加工中心三轴联动，即X、Y轴圆弧插补、Z轴线性进给铣削螺纹。

主要用于大孔螺纹和难加工材料螺纹孔。主要特点：

1. 加工速度快、效率高、精度高。刀具材质一般硬质合金，切削速度快。刀具制造精度高，故螺纹铣削精度高。
2. 铣刀适用范围广。只要螺距相同，无论左旋右旋，一把刀具通用，利于降低刀具成本。
3. 铣削排屑冷却好。相比丝锥切削性能更好。特别适合铝、铜、不锈钢等难加工材料螺纹加工。特别适合大型部件贵重材料螺纹加工，保证螺纹质量和工件安全。
4. 无刀具前导向，适合加工螺纹底孔短、无倒角槽盲孔。

2. 螺纹铣刀分类

螺纹铣刀分两类：机夹硬质合金刀片铣刀、整体硬质合金铣刀。机夹刀具适用范围广：可加工螺纹深度小于刀片长度孔，也可加工螺纹深度大于刀片长度孔。整体硬质合金铣刀一般加工螺纹深度小于刀具长度孔。

3. 螺纹铣削CNC编程

螺纹铣刀编程与其他刀具不同。编程错误易导致刀具损坏或螺纹加工错误。编译时注意：

1. 首先加工好螺纹底孔，小孔用钻头、大孔镗削保证底孔精度。
2. 进退刀采用圆弧轨迹，通常1/2圆进退刀，Z向走1/2螺距保证螺纹形状。此时需带入刀具半径补偿值。
3. X、Y轴圆弧插补一周，主轴Z向应走一螺距，否则乱扣。
4. 具体例程：螺纹铣刀直径Ф16，螺纹孔M48×1.5，深度14。
   工序如下（略去底孔程序，应镗底孔）：
   G0 G90 G54 X0 Y0
   G0 Z10 M3 S1400 M8
   G0 Z-14.75 进给至最深螺纹
   G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至进给位置，加半径补偿
   G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 进刀用1/2圆弧
   G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 全程切削螺纹
   G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 退刀用1/2圆弧
   G01 G40 X0 Y0 回中心，取消半径补偿
   G0 Z100
   M30

挑齿法

1. 挑齿法特点

箱体类零件有时遇大螺纹孔。无丝锥螺纹铣刀时，可用类似车床挑齿方法。

在镗杆上安装螺纹车刀进行螺纹镗削。

公司曾加工一批零件，螺纹M52×1.5，位置度0.1mm（见图1），因位置要求高、螺纹孔大、无法用丝锥、无螺纹铣刀，经测试，挑齿法满足加工要求。

2. 挑齿法注意事项

1. 主轴启动后应有延时，确保主轴达额定转速。
2. 退刀时，若手磨螺纹刀因无法对称磨削，不能用反向退刀。须主轴定向、刀具径向移出、再退刀。
3. 刀架制造须精确，特别是卡槽位置须一致。不一致时不能多刀杆加工，否则乱扣。
4. 极薄扣也不能一次挑成型，否则掉牙粗糙度差。至少挑两刀。
5. 加工效率低，仅适用单件小批、特殊螺距螺纹、无对应刀具情况。

3. 具体例程

N5 G90 G54 G0 X0 Y0
N10 Z15
N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 延时使主轴达额定转速
N25 G33 Z-50 K1.5 挑齿
N30 M19 主轴定向
N35 G0 X-2 让刀
N40 G0 Z15 退刀