加工中心螺纹加工主流工艺详解：攻丝、铣螺纹、搓/车螺纹

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

随加工中心性能提升与刀具进步，螺纹加工方法不断改进，精度与效率逐步提高。为使工艺人员合理选用螺纹加工方法、提高生产效率、避免质量事故，现将实践中加工中心常用螺纹加工方法总结如下：

攻丝加工法

1 攻丝加工分类与特点

用丝锥加工螺纹孔是最常用方法，主要适用于直径小（D<30）、孔位精度要求不高的螺纹孔。

80 年代采用柔性攻丝：用柔性攻丝夹头夹持丝锥，夹头可轴向补偿机床进给与主轴转速不同步产生的前进误差，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，刚性攻丝成为标配。

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，还可夹持立铣刀、钻头等刀具，降低刀具成本。同时刚性攻丝可高速切削，提升加工中心效率、降低制造成本。

2 攻丝前确定螺纹底孔

螺纹底孔加工对丝锥寿命与螺纹质量影响巨大。一般螺纹底孔钻头直径选取接近底孔直径公差上限。

例：M8 螺纹孔底孔直径 Φ6.7+0.27mm，钻头选 Φ6.9mm。这样可减少丝锥加工余量、降低丝锥负荷、延长丝锥寿命。

3 丝锥选择

选丝锥首先须根据被加工材料选对应丝锥。刀具厂商按不同被加工材料生产不同类型丝锥，选型须特别注意。

相比铣刀、镗刀，丝锥对被加工材料极敏感。如用加工铸铁的丝锥攻铝件，极易导致螺纹乱扣、掉扣甚至断丝锥造成工件报废。其次注意通孔丝锥与盲孔丝锥区别：通孔丝锥导锥长、前排屑；盲孔丝锥导锥短、后排屑。用通孔丝锥攻盲孔无法保证攻深。再者，用柔性攻丝夹头时，丝锥柄部直径与方尾宽度须与夹头匹配；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 丝锥加工 CNC 编程

丝锥加工编程相对简单。现代加工中心一般固化攻丝子程序，仅需赋值各参数。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：SIEMENS 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 个参数。

螺纹铣削法

1 螺纹铣削特点

螺纹铣削使用螺纹铣刀，三轴联动：X、Y 轴圆弧插补，Z 轴线性进给铣削螺纹。

主要用于大孔径螺纹及难加工材料螺纹孔。主要特点：

加工速度快、效率高、精度高。刀具材质一般为硬质合金，切削速度快。刀具制造精度高，故铣削螺纹精度高。
铣刀适用范围广：同螺距下，无论左旋/右旋螺纹，一把刀通用，有利降低刀具成本。
铣削排屑冷却容易，切削性能优于攻丝，特别适合铝、铜、不锈钢等难加工材料螺纹加工。
特别适合贵重材料大型零部件螺纹加工，可保证螺纹质量与工件安全。
因无刀具前导向，适合加工螺纹底孔短、无倒角的盲孔。

2 螺纹铣削刀具分类

分两类：机夹硬质合金刀片铣刀、整体硬质合金铣刀。机夹刀适用范围广：螺纹深度小于刀片长度的孔，也可加工深度大于刀片长度的孔。整体硬质合金铣刀一般用于螺纹深度小于刀具长度的孔。

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。编程注意点：

首先应把螺纹底孔加工好：小孔钻削、大孔镗削以保证底孔精度。
切入切出时刀具应采用圆弧轨迹，通常 1/2 圆切入或切出，Z 向走 1/2 螺距以保证螺纹形状。此时应带入刀具半径补偿值。
X、Y 轴圆弧插补一圈，主轴沿 Z 向走一螺距，否则会导致螺纹乱扣。
具体示例程序：螺纹铣刀直径 Φ16，螺纹孔 M48×1.5，深度 14。
（省略底孔程序，孔应镗底孔）
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 切入用 1/2 圆弧
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 加工全螺纹
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出用 1/2 圆弧
G01 G40 X0 Y0 回中心，取消半径补偿
G0 Z100
M30

搓/车螺纹法

1 搓/车螺纹特点

箱体类零件有时遇大螺纹孔。无丝锥、螺纹铣刀时，可用类似车床方法。
在镗杆上装螺纹车刀进行镗螺纹。
我司曾加工一批零件，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，采用搓/车螺纹法满足要求。

2 搓/车螺纹注意事项

主轴启动后应有延时，确保主轴达额定转速。
退刀时，若用手磨螺纹刀，因刀具无法对称磨制，不可用反向退刀。须主轴定向，刀具径向移动再退刀。
刀杆制造须精密，尤其刀槽位置须一致。不一致则无法多刀杆加工，否则导致乱扣。
极薄螺距搓/车螺纹也不能一刀成型，否则掉扣、粗糙度差，至少两刀。
加工效率低，仅适用单件小批、特殊螺距、无对应刀具场合。

3 具体示例程序

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 攻螺纹
N30 M19 主轴定向
N35 G0 X-2 退刀
N40 G0 Z15 退刀

结论

综上，加工中心螺纹加工方法主要包括攻丝、铣削、搓/车螺纹。攻丝与铣削为主流，搓/车螺纹仅为临时应急手段。

只有正确选择螺纹加工方法与刀具，才能有效提升螺纹加工效率与质量，提高加工中心效率、降低加工成本。