全面了解螺纹加工方法

• 1
  选择方法前要考虑什么
• 2
  螺纹加工方法如何按功能划分
• 3
  切削方法：车削、铣削和攻丝
• 4
  滚压与磨削：强度与精度
• 5
  材料特性改变选择
• 6
  如何选择并执行螺纹工艺
• 7
  螺纹加工方法对比

螺纹分两类用途。连接螺纹把零件固定在一起：螺栓、传感器凸台、液压接口、滤清器壳体。这里优先考虑配合等级、互换性和加工节拍。传动螺纹传递载荷：丝杠、滚珠丝杠螺母、蜗轮、调整螺钉。这里优先考虑导程精度、牙侧表面质量和长期磨损。

这一划分在看任何图纸细节之前就决定了工艺。铝支架上的 M6 螺纹孔是攻丝活。800 mm 长的 40 mm × 6 mm 梯形丝杠是车削加磨削活。把两者当成同一类任务，是大多数报价错误的起点。

第二个变量是螺纹位置。轴上的外螺纹可以在车床上车削、在两块板牙之间滚压或用螺纹铣刀铣削。盲孔内的内螺纹限制多得多。如果孔深超过约 2.5 倍直径，丝锥断裂风险上升，螺纹铣削成为更安全的路线。

最后，材料硬度决定上限。大约超过 35 HRC 后，切削刀具磨损快，滚压螺纹也不再可行，因为材料不再流动。这时外螺纹就转为磨削。

单点车削使用 60° 或 55° 刀片，在主轴旋转时沿轴向进给。机床的进给链必须与主轴同步，因此螺纹导程取决于 CNC 插补，而不是操作者。要全面了解螺纹加工方法，这是基础情形：灵活、无需按螺距配专用刀具，适合单件和原型。

螺纹铣削让较小的刀具沿螺旋路径在内孔中插补。它适用于太大或形状不适合攻丝的孔，同一把刀可加工右旋和左旋螺纹。由于刀具小，切削力低，有利于薄壁零件和钛合金。在我们的五轴加工中心上，它用于接口螺纹，以及任何断丝锥就会报废零件的孔。

攻丝把成形刀具驱入钻好的孔，一次走刀切出或成形螺纹。它是中小内螺纹最快的方法。切削丝锥需要接近公称小径的钻孔；成形丝锥需要更大的底孔，因为它挤压材料而不是去除材料。成形丝锥不产生切屑，这在盲孔和医疗零件中很重要，因为残留切屑就是废品。

常见失效是深盲孔中丝锥折断。盲孔用螺旋槽丝锥让切屑从上方排出，螺纹深度控制在约 2 倍直径加两个螺距，超过 2.5 倍直径时采用完全退出的啄式循环。

螺纹滚压把毛坯压在两到三块模具之间。材料冷态流入模具型腔而不是被切掉，因此金属流线连续穿过牙底。在钢制螺柱和铝制紧固件上，这提高抗疲劳性并留下更光滑的牙侧，通常下机即为 Ra 0.4–0.8 μm。毛坯直径必须设定正确，通常接近对应精度等级的中径，否则牙顶会填充不足或超差。

滚压有硬性限制。它只适用于延展性材料，需要足够大的直径以承受成形压力，且不能加工到台肩，因为模具需要退出空间。它也不能修正不圆的毛坯。如果滚压前直径车得不好，滚出的螺纹会继承误差。

螺纹磨削在外圆磨床上使用成形砂轮。单线砂轮修整出完整齿形，达到 5–6 级精度，牙侧表面质量在 Ra 0.2–0.8 μm 范围。这是淬硬轴、量规级螺纹和需在长距离上保持导程的蜗杆轴的工艺。它速度慢且需要专用机床，因此只用于确实需要的零件。

滚压和磨削在同一零件上的成本相差数倍。当强度和表面质量重要、但 6H/6g 级已足够时，选滚压。当图纸要求在数百毫米长度上以微米计量的导程精度时，选磨削。

6061 和 6082 铝材攻丝和滚压都容易，但易产生粘刀，因此要使用润滑剂并保持足够高的切削速度以避免积屑瘤。薄壁铝件在挤压丝锥下会变形。壁厚低于约 1.5 mm 时，应切削螺纹而非挤压成形。

304 和 316 不锈钢会快速加工硬化。摩擦而非切削的丝锥会使表面硬化然后折断。使用锋利的丝锥、约 8–15 m/min 的低速，且绝不在孔中反转排屑而不完全退出。303 因含硫而切削性好得多，但不总是适用于耐腐蚀场合。

Ti-6Al-4V 和 Inconel 是难加工案例。M6 以上攻丝风险高，因此用刚性小刀具加充足切削液进行螺纹铣削是更安全的路线。热量留在刀具中，所以要保持低径向切深和稳定的每齿进给。

POM、PC 和 PEEK 等塑料需要粗牙和低主轴转速。塑料中的滚压螺纹可能撑裂壁面，过紧的配合等级会咬死。留出间隙并指定比金属更松的等级。