在工程领域，“绪”指的是外圆柱形或内空圆柱形几何形状上的螺旋槽，可以是任何东西，从小螺丝到大型机械组件的定制部件。切割、攻丝和铣削是制造它们的关键工艺。同时， 螺纹铣削 尤其适合在中型到大型物品中创建线程。
虽然这个机械结构看似简单，但它用途广泛，例如紧固、运动传递、径向承载和密封。同样复杂，精准制造也极具挑战性。
本文将介绍金属和塑料工件铣削螺纹的工艺流程、刀具、优缺点，并完整阐述螺纹的工程设计。此外，我们还将在文末与攻丝进行比较。
什么是螺纹铣削？
螺纹铣削工艺是一种 数控铣削操作一种用于创建螺纹的减材制造技术。它使用专门的单点刀具从工件上去除材料并加工出设计好的螺纹。与传统的攻丝方法不同，铣削对直径公差具有灵活性，并且可以在工件长度上创建不同直径的螺纹。
您可以根据具体要求，使用铣床进行内螺纹和外螺纹加工。刀具旋转 螺旋圆形图案 沿着工件的侧面，去除材料并形成螺旋结构。
对于内螺纹，刀具沿着圆柱形工件的外部沿着螺旋路径行进，而当刀具进入孔内时，则沿着内壁沿着类似的路径行进。
该方法甚至适用于大尺寸孔和薄壁部件。单个刀具可用于不同螺距直径的不同项目，提供灵活性和定制化。因此，您可以在工具钢（> 45 HRC）、钛合金和铬镍铁合金等坚硬材料上铣削螺纹。
机械螺纹术语
在工程和制造领域，有一些特定术语用于阐述设计和生产流程。在进一步讨论之前，我们先来了解一下这些术语。
- 大径： 外径（或形成螺纹的轴的直径）
- 小直径： 如果是内螺纹，则创建螺旋结构后的内径（最小直径）/螺纹加工前的孔径
- 波峰： 螺旋形状的顶部（顶部边缘）。
- 根： 两个螺纹牙侧之间的底面。
- 侧翼： 位于牙顶和牙根之间的螺纹表面。
- 螺纹角度： 两个相邻螺纹牙侧所形成的角度。
- 沥青： 节距是两个相邻波峰之间的距离。
- 节圆直径 它是与其对应的公/母部件正确配合的直径。
- 铅： 它表示螺纹在装配时一圈行进的长度/距离。
螺纹铣削如何工作？
关键机制在于螺纹铣刀沿螺旋路径运动，由数控程序控制。通常情况下，工件保持静止，而尖头铣刀旋转，其刃口切削材料。与攻丝不同，铣刀几何形状与螺纹几何形状并非直接相关。相反，沿 X 轴和 Y 轴的运动决定直径，Z 轴控制螺距。
CNC螺纹铣削的步骤如下；
步骤1：机器设置和工具选择
首先，选择合适的数控铣床或专用螺纹铣床。预加工工件，在需要加工螺纹的地方钻孔或打磨外表面。因此，选择合适的刀具也同样重要。 单点铣刀 用于小型和精密螺纹加工， 成型多齿铣刀 高速， 可索引的 适用于大尺寸螺纹。刀具尺寸的选择取决于螺纹参数，例如大径和小径。
第 2 步：数控编程
将刀具安装到主轴上并将工件与其对齐后， G 和 M 代码 控制所有刀具运动。它们控制刀具路径、走刀次数、材料去除率、深度等。
CNC 程序还定义了切削刃的进入和退出圆弧、螺纹类型（例如，M10x1.5、UNC）、螺距、刀具间隙和进给速度。
步骤3：螺纹切割过程
在此阶段，CNC程序运行，机床开始切削螺纹。刀具以预定的圆弧进入，并沿着螺旋路径切削，并在最后一道工序完成后退刀。
螺纹铣刀
您可以使用多种类型的螺纹铣刀，这些刀具的几何形状、排屑机制以及切削特定螺纹类型的能力各不相同。让我们简要讨论一下。
直槽螺纹铣刀
顾名思义，这种螺纹铣刀带有直槽，当刀齿啮合并切除材料时，直槽会排出切屑。切削齿持续啮合并切削材料，刀齿间的直槽将切屑排出。直槽铣刀更常用于切削铝和ABS等易加工材料的螺纹。
螺旋槽螺纹铣刀
螺旋槽铣刀的刀具圆周上有一组齿，这些齿以螺旋路径排列，并在齿间形成螺旋槽。螺旋角通常在 15 至 30° 之间。这种几何形状比直槽铣刀更有利于排屑和提高切削速度，并且能获得更好的表面光洁度。
单形螺纹铣刀
这款螺纹铣刀一次性切削螺纹槽（或一次切削一根螺纹）。它主要适用于内螺纹加工；刀齿与材料啮合并向前移动，而螺旋槽将切屑排出。虽然速度较低，但使用单形铣刀可以获得更大的灵活性。
单轮廓螺纹铣刀
与单形铣刀不同，单形铣刀拥有多个切削刃，可以同时切削多个螺纹，并保持一致的螺纹轮廓。您可以更快、更准确地切削相同螺距和尺寸的螺纹。然而，这些铣刀灵活性不足，仅适用于其设计的特定螺纹尺寸。例如，设计用于 M6 × 1 的单形铣刀无法切削 M6 × 0.75。
多形式螺纹铣刀
单形铣刀一次走刀只能切削出一个螺纹槽，而多形铣刀则可以利用轴向间距与相应螺距尺寸匹配的齿来切削出多个螺距。多形铣刀也用于快速加工特定螺纹类型、尺寸和螺距的螺纹。
螺纹铣削的优点
- 灵活性： 单螺纹刀具可以执行多种不同尺寸的螺纹铣削类型，例如内螺纹和外螺纹。
- 定制： 可以将刀具/切割器设计为特定尺寸，并且可以在大范围内创建相同的螺纹。
- 更快的生产： CNC 螺纹铣削的自动化缩短了生产周期时间，并允许快速切削且尺寸和质量偏差最小。
- 多样化的材料选择： 螺纹铣刀可与软材料和硬材料兼容；您甚至可以使用适当的工具在难以加工的材料中制作螺纹。
- 轻微磨损： 切削刀具仅作用于需要加工螺纹的区域，而非整个圆周。这最大程度地减少了工件的磨损。
- 精度：A CNC 铣床可实现低至
螺纹铣削的缺点
- 内螺纹加工速度较慢，因为需要预先钻孔
- 先进的机械和耗时的设置，对于简单的线程和小批量生产来说可能在经济上不可行。
- 螺纹铣刀不适用于小孔；通常要求孔径≥6毫米。
螺纹铣削与攻丝
攻丝是另一种在孔内（内）加工螺纹的方法，需要使用一种称为“丝锥”的特殊工具。攻丝工具进入孔内，形成与孔本身尺寸相同的螺纹。攻丝工具可以手动操作，也可以 通过数控机床并可在铝、钢和 ABS 等易于加工的材料上创建螺纹。
下表概述了攻丝和螺纹铣削之间的区别。
| 标准 | 螺纹铣削 | 喉管 |
| 工艺流程和工具 | CNC 程序引导单个刀具沿螺旋路径 | 它使用形状像螺丝的丝锥，专为特定的螺纹尺寸/螺距而设计。 |
| 灵活性 | 高度灵活，因为一个工具可以切割不同尺寸的内/外、右/左螺纹。 | 灵活性有限，因为每次都必须更换不同尺寸的水龙头。 |
| 生产速度 | 对于小孔，速度较慢（≈10–15 秒/孔） | 每个孔的速度更快（≈2-8秒） |
| 机器要求 | 它需要具有螺旋插补和高转速主轴的 CNC 设置 | 攻丝可以在更简单的 CNC/攻丝机上进行 |
| 材料适用性 | 非常适合钛、不锈钢、因科镍合金等硬质材料。 | 它仅适用于易于加工的金属铝、黄铜、低碳钢等。 |
| 螺纹质量和精度 | 出色的切屑控制实现了高精度和表面光洁度。 | 适用于标准螺纹，表面光洁度和精度取决于工具质量 |
| 生产量 | 适合低至中等音量和 | 最适合大批量相同线程——快速、可重复、低设置。 |
| 设置复杂性 | 更高的编程复杂性、螺旋路径、进给、偏移等。 | 设置更简单：标准固定循环、基本速度/深度设置。 |
CNC 螺纹铣削实用技巧
为了获得高质量的螺纹，您可以在选择刀具和执行铣削过程时遵循以下实用技巧；
- 使用正确的切割速度： 通常，使用较低的速度和进给可以获得精确且光滑的表面。因此，请根据螺纹的尺寸和螺距使用正确的速度。
- 优化排屑工具： 如果您使用的是专为特定螺纹设计设计的刀具，请优化其几何形状，以获得更佳的排屑效果。例如，螺旋槽刀具的性能更佳。
- 倒角和埋头孔特征： 在内螺纹末端添加沉头孔，在外螺纹末端添加倒角。
- 首选标准工具： 使用标准尺寸和类型的螺纹铣刀可以降低刀具成本，并且易于在数控机床上安装。
- 牢牢握住工件： 用正确的夹紧力固定工件
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正如我们所讨论的，螺纹铣削可以加工各种类型的螺钉和螺纹，既包括轴的外部螺纹，也包括钻孔的内部螺纹。但要获得精确的结果，需要使用正确的刀具、铣削参数和数控程序。如果您正在寻找可靠且专业的合作伙伴来加工螺纹并准备好您的设计，RapidDirect 可以为您提供解决方案。
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