每一個(gè)制造工程師都公認(rèn)工件上的螺紋加工是一個(gè)基本的金屬加工過(guò)程。然而，無(wú)論如何，這個(gè)普通的加工決不是象聽(tīng)上去那么簡(jiǎn)單。首先，加工一個(gè)螺紋孔有兩種手段--攻絲和螺紋銑。從表面看是很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上要復(fù)雜得多。

    金屬加工和制造界的大部分人熟悉攻絲并且可能良好掌握這個(gè)主題。攻絲主要傾向于用在小孔的螺紋加工而且范圍從很小的00-90號(hào)絲錐到達(dá)到或有時(shí)超過(guò)直徑100mm的絲錐。
    即使對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的制造工程師來(lái)說(shuō)，較不熟悉而且有點(diǎn)神秘的是使用裝有可轉(zhuǎn)位刀片的刀桿做螺紋銑。螺紋銑已經(jīng)出現(xiàn)很多年但是主要應(yīng)用于很大的工件。現(xiàn)在，隨著更小的改進(jìn)的刀片出現(xiàn)，多齒螺紋銑刀開(kāi)始在很多不得不加工直徑小到12mm到25mm的螺紋孔的工廠留下它們的印記。整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀也出現(xiàn)正在增長(zhǎng)的使用。
    同時(shí)有這兩種想法，這不用花大量的分析去理解兩種螺紋加工技術(shù)的重疊。問(wèn)題是這種重疊發(fā)生在那里？是不是在一個(gè)范圍？是不是一個(gè)特殊的孔的直徑？為什么制造工程師會(huì)指定這一種而不是另外一種？
    山高的負(fù)責(zé)螺紋和割槽產(chǎn)品的經(jīng)理Don Halas解釋道：‘很基礎(chǔ)，是的，存在一個(gè)重疊的范圍但每一種手段都有它的優(yōu)點(diǎn)和局限。讓我們來(lái)看一些具體的情況。’
      “孔越小，用絲攻更好。但技術(shù)發(fā)展是如此的快，所以螺紋銑越來(lái)越小的孔是可能的。如果螺紋質(zhì)量不是很看重而且是小孔的螺紋加工，用傳統(tǒng)絲錐攻絲仍然是更好的方案。一個(gè)相當(dāng)好的粗略的原則是對(duì)于直徑10到12mm的小孔可能是一個(gè)好的分界線。”
    為了響應(yīng)市場(chǎng)的需求，山高開(kāi)發(fā)了更小的螺紋銑刀片和合適的刀桿。冒著使它過(guò)度地簡(jiǎn)單的風(fēng)險(xiǎn)，公司著重降低大直徑螺紋銑刀的尺寸。
    很明顯，螺紋銑的質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于攻絲，通過(guò)剖開(kāi)一個(gè)用螺紋銑的孔和一個(gè)攻絲的孔并在放大鏡下觀察結(jié)果，很容易就能看出些什么。攻絲的孔顯得有點(diǎn)飛邊，因?yàn)樵诠ソz時(shí)絲錐的切削刃切削時(shí)切屑傾向于被擋住而且有時(shí)咬住絲錐。這有時(shí)會(huì)撕開(kāi)螺紋。但這僅僅是觀察，不是拿這個(gè)來(lái)反對(duì)攻絲，用絲錐攻絲肯定是有效的。余下的事實(shí)是它們和螺紋銑制孔在質(zhì)量上的差別。理由是螺紋銑刀和攻絲相反是在孔底開(kāi)始并向上移動(dòng)，這樣提供凈空間讓切屑掉下。
    當(dāng)絲錐直徑達(dá)到100到125毫米，有幾個(gè)理由使它們迅速到達(dá)實(shí)際應(yīng)用的極限。其中之一是它們的價(jià)格，它們很貴。如果攻螺紋的是盲孔，車間可能需要多于一把的絲錐。破壞必須被考慮進(jìn)去。它們需要好的機(jī)床來(lái)驅(qū)動(dòng)且修磨有限制。顯然，每一種手段都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。除了考慮被加工螺紋孔的尺寸外，還有很多事情需考慮，螺紋孔的數(shù)量、螺紋質(zhì)量、刀具成本、機(jī)床運(yùn)行成本、計(jì)算機(jī)程序、絲錐破壞等等。
    螺紋銑削是用于大直徑螺紋孔的實(shí)際方案，它確實(shí)要求很仔細(xì)和慎重的探討。首先，最重要的先決條件是有很新式的CNC機(jī)床。對(duì)于這樣的機(jī)床進(jìn)行螺紋銑它必須有圓周插補(bǔ)的能力。機(jī)床操作工或制造工程師必須能寫和理解必要的螺紋銑計(jì)算機(jī)程序。
    假設(shè)這些條件都滿足的話，就可以購(gòu)買螺紋銑刀了。刀桿的價(jià)格大約在100到120美圓之間而刀片價(jià)格范圍在30到50美圓之間。取決于材料一片刀片可加工螺紋孔100個(gè)或更多。當(dāng)?shù)镀暮螅碌牡镀茉跀?shù)分鐘內(nèi)更換。當(dāng)考慮產(chǎn)量時(shí)它還減少加工周期時(shí)間。螺紋銑的魅力之一在于通常僅僅一片刀片就是你全部的需求。拿一系列被加工螺紋且假定它們有相同的齒距但有各種不同的孔徑來(lái)說(shuō)，僅需一片刀片就已足夠。從某一尺寸的孔變到下一個(gè)尺寸通過(guò)CNC程序的改變得到實(shí)施。其本身結(jié)果是顯著節(jié)約成本同時(shí)還節(jié)省工具間的空間。
    其次，孔是被銑出來(lái)的。如果加工NPT螺紋孔多數(shù)情況下不需要鉸錐孔，因?yàn)殂娤鬟^(guò)程加工出必要的錐度，這樣步驟少。當(dāng)螺紋銑時(shí)，銑刀被帶到孔的底部，斜著下去，然后開(kāi)始切削，沿360度拉升并斜向切出。同傳統(tǒng)螺紋加工的螺旋下降相反，它是螺旋向上，這樣就有時(shí)間上的節(jié)約。更進(jìn)一步，螺紋銑削由于它更自由切削故不需攻絲所要求的功率消耗。銑削得到的螺紋精度高很多。
    另外一個(gè)考慮的螺紋銑削概念是右旋和左旋螺紋的問(wèn)題。機(jī)床不在乎，這也是它的魅力所在。從一種形式變到另外一種只不過(guò)是改變一條CNC命令。那是節(jié)約成本的另外一種形式，但它是很實(shí)際的。
    用螺紋銑刀能做的別的事情是它能‘?dāng)Q螺紋的尺寸’（一種普通的工序）。再者，那是一個(gè)簡(jiǎn)單的CNC命令。有了螺紋銑削可得到100%的螺紋深度。機(jī)工實(shí)際上能留一些額外的材料在毛坯上，大約是0.05到0.075毫米。而螺紋銑刀將會(huì)處理它。
    最后，但相當(dāng)重要，螺紋銑被認(rèn)為比攻絲更安全。如果螺紋銑刀片斷裂，它將往下掉在孔里，僅僅要取出。不忙不亂，不要用EDM把堵塞的刀具取出，不浪費(fèi)工件，尤其是當(dāng)工件材料為某些象Iconel或Hastelloy那樣的貴重金屬。
    攻絲
    可能更多的螺紋是用傳統(tǒng)的絲錐切削的，但制造工程師不得不認(rèn)識(shí)到對(duì)大直徑絲錐來(lái)講它們是非常昂貴的。當(dāng)絲錐達(dá)到100毫米時(shí)價(jià)格超過(guò)500美圓，這是正常的。
    即使是直徑范圍在12毫米到38毫米的螺紋加工，小直徑絲錐和螺紋銑相比在成本上也是很高的。如果是加工螺紋盲孔，需在清單里增加第三攻絲錐。在加工不銹鋼時(shí)能給你大約30個(gè)孔的壽命。考慮磨損的因素，因?yàn)榻z錐磨損后但它們能有限次重磨。
    在鉆孔后，特別是加工NPT（國(guó)標(biāo)管螺紋）時(shí)，孔不得不鉸出1度47分角度的錐度。然后，在某些情況下，你不得不用一個(gè)頭攻絲錐開(kāi)出一個(gè)導(dǎo)向，如果是盲孔的話接下來(lái)是第三攻絲錐。這樣存在時(shí)間的因素，放入絲錐花費(fèi)時(shí)間，退出絲錐也花費(fèi)可觀的時(shí)間。
    另外隨著絲錐尺寸的增加，制造工程師不得不確認(rèn)機(jī)床是否有足夠的功率。要花許多功率去驅(qū)動(dòng)大直徑絲錐。CNC機(jī)床最好不要用于傳統(tǒng)攻絲。
    當(dāng)攻絲的孔徑超過(guò)12到19毫米而且是75毫米、100毫米甚至是125毫米的孔時(shí)，增加了曾經(jīng)出現(xiàn)的斷裂威脅，如果絲錐斷在被加工螺紋孔時(shí)情況當(dāng)然會(huì)更糟糕。用EDM去除的成本和潛在的破壞工件能輕易地增加很昂貴的廢料。
    還有一件事，就是什么經(jīng)常發(fā)生在業(yè)內(nèi)。底孔鉆得大一些使得絲錐容易向下進(jìn)給，但那會(huì)取走螺紋深度。那就是你進(jìn)入75%螺紋深度而得到低到55%的原因。
    所以，你該做什么
    對(duì)于12毫米到38毫米的灰色區(qū)域，可能不會(huì)有兩個(gè)螺紋加工問(wèn)題是相同的。設(shè)計(jì)工程師、制造工程師和機(jī)工不得不坐下來(lái)一起仔細(xì)權(quán)衡這些問(wèn)題以決定關(guān)于他們零件的最優(yōu)螺紋加工方案。
    是的，但當(dāng)你不很在意時(shí)，如果你僅僅是考慮和航空領(lǐng)域應(yīng)用相反的諸如擰入一個(gè)螺釘之類的事，我猜想那就是你引出區(qū)別的地方。
    螺紋銑的將來(lái)是怎樣的？
    幾年前，山高的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程師敏銳地知道小直徑螺紋銑刀的需求。
    本質(zhì)上，大的變化將是尺寸更小。尋求更大的市場(chǎng)份額可能是在更小的刀片和刀桿背后的主要驅(qū)動(dòng)力。
    根據(jù)Halas講，螺紋銑已經(jīng)并持續(xù)對(duì)原先攻絲的領(lǐng)域制造實(shí)質(zhì)性的襲擊。
    Halas承認(rèn)絲錐制造商也正發(fā)展新技術(shù)但是螺紋銑制造商同時(shí)也在發(fā)展。還沒(méi)有回答的一個(gè)問(wèn)題是確切地誰(shuí)是12毫米到38毫米灰色重疊區(qū)的贏家。
    螺紋銑制造商現(xiàn)在能做的事情之一是放更多的刀片在刀體上。Halas說(shuō)，“每次我們放上一個(gè)刀片，我們能使進(jìn)給量翻倍，或者加工周期減半。我們正在把裝有四個(gè)刀片的螺紋銑刀投入市場(chǎng)。那意味著同裝一片刀片的螺紋銑刀相比我們能以四倍的速度完成加工。所以會(huì)使加工周期縮短很多。”