小内螺纹缺陷：症状、原因、措施
将表格中的行与您在机床上看到的现象对应，然后转到相应的步骤。
| 现象 | 可能原因 | 处理措施 |
|---|---|---|
| 通规进入后晃动 | 丝锥偏摆导致中径切大 | 步骤 1：改用挤压丝锥或螺纹铣削 |
| 螺纹牙侧撕裂，牙顶有毛刺 | 切削速度对该材料过高 | 步骤 2：切削速度降低 30-50%，加攻丝油 |
| 丝锥在反转时折断 | 切屑堵满排屑槽，无退刀空间 | 步骤 3：分段攻丝，每 1.5 × D 清一次切屑 |
| 螺纹钻孔位置偏移 | 钻头在入口倒角处跑偏 | 步骤 4：先定心钻，再用短钻头钻底孔 |
| 孔破入侧壁 | 底孔直径相对螺距过大 | 步骤 5：按表格重新计算小径 |
| 通规中途卡住 | 钻头偏摆或磨损造成孔呈锥形 | 步骤 6：检查钻头跳动，0.03 mm 时更换 |
| 低扭矩下螺纹滑牙 | 材料太软，螺纹太浅 | 步骤 7：改用螺纹嵌件或增加旋合深度 |
为什么小内螺纹在通规发现之前就已失效
在 M4 以下，丝锥细、孔又浅。M2 孔中 70% 的螺纹在牙侧之间留下的金属很少，任何径向推力都会使牙顶偏移。丝锥并不是干净地切削，而是把材料推在切削刃前面。在 0.4 mm 螺距上，这种推力占螺纹深度的很大一部分。
这里的切削速度比大螺纹更关键。在 6061 中以 300 rpm 加工切屑能排出，但同样的速度在 304 不锈钢中会使表面加工硬化，丝锥变成摩擦而不是剪切。不锈钢中小丝锥我们保持 100 至 250 rpm，铝材中 400 至 800 rpm，并采用分段循环让排屑槽排空。
在加工中心上刚性攻丝比浮动夹头更能保持导程。主轴编码器使丝锥保持同步，牙侧沿孔深保持平行。在车铣复合中心上，同一程序在副主轴上运行，螺纹与车削外圆保持同轴。
检测是小内螺纹加工受评判的环节。通规证明小径开口，但对中径偏移毫无说明。我们在首件和每第十件上增加止规检查，并将结果记录在刀具寿命计数器上。这份记录告诉我们何时更换丝锥，而不是靠声音判断。
- 1螺距 0.35 至 0.7 mm小径公差只有百分之几毫米
- 270% 螺纹深度小尺寸下比 100% 更强；丝锥负荷更小
- 3刚性攻丝在 8 mm 以下深孔中保持低导程误差
小内螺纹用切削丝锥还是挤压丝锥
切削丝锥去除材料，因此在只有 1.5 至 2 倍直径深的孔中留下切屑。这些切屑无处可去。排屑槽填满，扭矩上升，丝锥在退出时折断。螺旋槽丝锥把切屑从盲孔中向后拉出，这有帮助，但槽磨削留下的芯部比直槽更细。
挤压丝锥把材料压成形。没有切屑，盲孔保持清洁。晶粒流线沿螺纹轮廓分布，螺纹抗疲劳强度更高。代价是孔径：底孔必须更大，挤压丝锥需要能承受压力的润滑油膜。在 6061 和 1018 钢中运行良好。在有疏松的铸铝中会撕裂。
螺纹铣削是第三种选择。单点或多刃铣刀绕孔旋转，一次走刀切出轮廓。刀具小，负荷低，同一把刀通过更改程序可加工 M2 和 M6。代价是加工节拍，大约是挤压丝锥的三倍。
对于承受振动的零件上的小内螺纹，我们优先选用挤压丝锥。如果材料撕裂或壁薄，螺纹铣削能给出更干净的牙侧，并允许在不换刀的情况下将中径调整几千分之一毫米。
- 1切削丝锥盲孔需要分段循环和排屑
- 2挤压丝锥无切屑，牙侧更强，底孔更大
- 3螺纹铣刀一把刀，尺寸可调，节拍更长
底孔尺寸和钻头质量决定结果
底孔决定螺纹。对挤压丝锥，小径接近螺纹中值；对切削丝锥，小径位于下限。这一点做错，任何丝锥几何都救不了零件。我们依据标准小径表，3 mm 以下孔的底孔控制在正负 0.01 mm。
钻头跳动是另一半问题。跳动 0.03 mm 的钻头会切出多棱孔，丝锥会顺着棱形走。通止规下去时，中途会卡一下。检查跳动要看刀柄，不是看钻头柄部。刀柄用久了，锥面可能磨损。
短孔上，钻尖角度和刃高很关键。2 mm 钻头用 118° 钻尖，出口会留毛刺。通孔上这个毛刺会翻进螺纹，通止规就卡住。图纸允许时，我们用 140° 钻尖，两端各倒一个小角。
小内螺纹的入口倒角不是装饰。90° 的 0.2 到 0.3 mm 倒角引导丝锥和通止规，防止牙顶翻卷。省掉它，第一圈螺纹承受全部损伤。
- 1底孔 ±0.01 mm3 mm 以下的孔，成败全在这里
- 2跳动小于 0.02 mm查刀柄，不是查钻头
- 30.2-0.3 mm 倒角引导丝锥和通止规，保护第一圈螺纹
不锈钢、钛合金和铝材中的材料表现
304 和 316 的加工硬化比多数车间预想的快。丝锥摩擦一秒，表面硬度就上升，下一刀切出的牙侧会被撕裂。每转进给保持等于螺距，绝不能低于螺距，用刃口锋利的涂层丝锥。如果表面已被前道工序硬化，退火或改变入刀方式。
钛合金 TC4（Ti-6Al-4V）更麻烦。它导热差，刃口温度高，还容易与丝锥粘着。钛合金小内螺纹要低速、足量切削油、新丝锥。钛合金我们按每 30 到 50 个孔一支丝锥做预算，每十个零件检查一次中径。
铝材好加工，但也有例外。6061 切削干净。ADC12 压铸件可能有疏松，疏松开口到牙侧就会撕裂。在多孔铸铝上用挤压丝锥可能拉掉一块孔壁。这种情况我们铣螺纹，或用大倒角的切削丝锥。
塑料的表现又不同。POM 和 PEEK 在丝锥通过后回弹，孔会收紧，通止规进不去。底孔放大 0.02 到 0.04 mm，或用顺铣刀路铣螺纹。PEEK 有磨蚀性，丝锥磨损快；按件数换刀，不要凭刃口状态判断。
- 1不锈钢 304/316进给不得低于螺距；保持刃口锋利
- 2钛合金 TC4低速、切削油、新丝锥
- 3POM 和 PEEK回弹使孔收紧；底孔放大
修正失效小内螺纹的七个步骤
按顺序做。每一步都假设前一步已经做对。
- 1按孔型换丝锥类型2 × D 以下的盲孔：用挤压丝锥或螺旋槽切削丝锥。通孔且排屑空间足够：直槽丝锥即可。如果必须不换刀调整螺纹尺寸，改用螺纹铣。
- 2降转速，进给保持螺距铝 6061：400-800 rpm。304 不锈钢：100-250 rpm。钛合金 TC4：60-120 rpm。每转进给必须精确等于螺距。低于螺距，牙侧就会摩擦。
- 3啄式攻丝并清屑盲孔每攻深 1.5 × D 退回一次，吹气或吸走切屑。铝材用 0.5 × D 的短啄。切屑塞满槽时，绝不能反转切削丝锥。
- 4先定心钻，再用短钻头打底孔定心到钻尖直径，不要更深。用 3 × D 以内的短钻头打底孔。在刀柄处查跳动：保持在 0.02 mm 以内。跳动到 0.03 mm 就换钻头。
- 5重新计算底孔直径切削丝锥：底孔取小径下限。挤压丝锥：底孔取中间值。M2 × 0.4 的 70% 螺纹，底孔约 1.60 mm。钻孔前对照标准表核实。
- 6控制入口倒角和孔深通孔两端切 0.2-0.3 mm、90° 倒角。攻丝深度至少 1.5 × D 完整螺纹，另加倒角。螺纹只到 1 × D，受载就会滑牙。
- 7首件和第十件都要检通规必须用手拧入。止规通过不得超过两圈。记录中径与刀具寿命的对应关系。止规开始能进时就换丝锥，不要等螺纹失效。
我们常收到的小内螺纹问题
M2 小内螺纹该用多大底孔？
M2 × 0.4 用切削丝锥，底孔控制在约 1.60 mm，约得 70% 螺纹深度。用挤压丝锥，底孔放大到约 1.78 mm。两个数值都来自所需精度等级的小径表。
底孔用针规量，不要用卡尺。底孔差 0.02 mm，成品螺纹的通止规就会松或紧。
为什么丝锥是退出时断，不是进入时断？
容屑槽塞满了。2 × D 以下的盲孔没有排屑空间，切屑在孔底压实，反转时卡死丝锥。每 1.5 × D 啄一次，反转前先清屑。
孔很短时，改用挤压丝锥。它不产生切屑，没有东西可塞。
小内螺纹能保证 ±0.005 mm 公差吗？
螺纹本身靠通止规检验，不是测到 ±0.005 mm。孔位置和底孔直径在我们的机床上可以做到 ±0.005 mm。中径控制取决于丝锥和底孔，我们用通规和止规检查。
尺寸关键的螺纹，我们铣螺纹，并用小步距调整刀补。
单个小孔用螺纹铣合适吗？
通常不合适。加工节拍约为挤压丝锥的三倍，编程时间也更长。螺纹铣的适用场景：材料在丝锥下撕裂、孔壁薄且丝锥压力会使它变形，或同一把刀要加工多种螺纹规格。
钛合金和淬硬钢上，我们常铣螺纹，避免在成品零件里断丝锥。
低装配扭矩下螺纹滑牙怎么避免？
啮合长度是第一项检查。小内螺纹至少需要 1.5 × D 的完整螺纹，铝件中需要 2 × D。螺纹止于 1 × D 时，拉脱强度会远低于螺栓强度。
第二，检查螺纹牙高率。小尺寸下 60-70% 的螺纹在实际中比 100% 螺纹更强，因为丝锥切削干净，牙侧不会撕裂。
攻丝孔的 surface finish 是什么样？
攻丝加工的小内螺纹牙侧通常在 Ra 1.6-3.2 μm。螺纹铣削的孔可达 Ra 0.8-1.6 μm，有利于密封和抗疲劳。
如果图纸要求螺纹内部更细的表面，请在报价前说明。这会改变刀具和 cycle time。
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