攻丝工艺

6．5 攻丝工艺编程

6．5．1 攻丝加工的内容、要求

用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法称为攻螺纹；

攻丝加工的螺纹多为三角螺纹，为零件间连接结构，常用的攻丝加工的螺纹有；牙型角为60°的公制螺纹，也叫普通螺纹；牙型角为55°的英制螺纹；用于管道连接的英制管螺纹和圆锥管螺纹。本节主要涉及的攻丝加工的是公制内螺纹，熟悉有关螺纹结构尺寸、技术要求的常识，是学习攻丝工艺的重要基础。

普通螺纹的基本尺寸如下：

(1)螺纹大径：d ＝D (螺纹大径的基本尺寸与公称直径相同)

(2)中径： d2＝D2＝d －0.6495P

(3)牙型高度：H ＝O.5413P

(4)螺纹小径：d1＝D1＝d －1.0825P

如图6-5-1中M10-7H 的螺纹，为普通右旋内螺纹。查表得螺距P ＝1.5，其基本尺寸： 螺纹大径：D ＝10；

螺纹中径： D2＝D －0.6495P ＝9.02

螺纹小径：D1＝D －1.0825P ＝8.36

中径公差带代号7H )(0.0.2240+

小径公差带代号7H )(0.3750

+ 牙型高度：H ＝O.5413P ＝0.82

螺纹有效长度：L ＝20.0

螺纹孔口倒角：

C1.5 图6-5-1需要攻丝加工的工件图样

图6-5-2丝锥基本结构

6．5．2 丝锥及选用

丝锥加工内螺纹的一种常用刀具，其基本结构是一个轴向开槽的外螺纹，如图6-5-2所示。螺纹部分可分为切削锥部分和校准部分。切削锥磨出锥角，以便逐渐切去全部余量；校准部分有完整齿形，起修光、校准和导向作用。工具尾部通过夹头和标准锥柄与机床主轴锥孔联接。

攻丝加工的实质是用丝锥进行成型加工, 丝锥的牙型、螺距、螺旋槽形状、倒角类型、丝锥的材料、切削的材料和刀套等因素，影响内螺纹孔加工质量。

根据丝锥倒角长度的不同，丝锥分为：平底丝锥；插丝丝锥；锥形丝锥。丝锥倒角长度影响CNC 加工中的编程深度数据。

丝锥的倒角长度可以用螺纹线数表示，锥形丝锥的常见线数为8～10，插丝丝锥为3～5，平底丝锥为1～1.5。各种丝锥的倒角角度也不一样，通常锥形丝锥为4°～5°，插丝

丝锥为8°～13°，平底丝锥为25°～35°。

盲孔加工通常需要使用平底丝锥，通孔加工大多数情况下选用插丝丝锥，极少数情况下也使用锥形丝锥。总地说来，倒角越长，钻孔留下的深度间隙就越大。

与不同的丝锥刀套连接，丝锥分两种类型：刚性丝锥，见图6-5-3；浮动丝锥（张力补偿型丝锥，见图6-5-4。

浮动型丝锥刀套的设计给丝锥一个和手动攻丝所需的类似的“感觉”，这种类型的刀套允许丝锥在一定的范围缩进或伸出，而且，浮动刀套的可调扭矩，用以改变丝锥张紧力。 使用刚性丝锥则要求CNC 机床控制器具有同步运行功能，攻丝时，必须保持丝锥导程和主轴转速之间的同步关系：进给速度＝导程×转速。

除非CNC 机床具有同步运行功能，支持刚性攻丝，否则应选用浮动丝锥，但浮动型丝锥较为昂贵。

浮动丝锥攻丝时，可将进给率适当下调5％，将有更好的攻丝效果，当给定的Z

向进

图6-5-3刚性丝锥 图6-5-4浮动丝锥

给速度略小于螺旋运动的轴向速度时，锥丝切入孔中几牙后，丝锥将被螺旋运动向下引拉到攻丝深度，有利于保护浮动丝锥，一般，攻丝刀套的拉伸要比刀套的压缩更为灵活。

数控机床有时还使用一种叫成组丝锥的刀具，其工作部分相当于2～3把丝锥串联起来，依次分别承担着粗精加工。这种结构适用于高强度、高硬度材料或大尺寸、高精度的螺纹加工。

6．5．3 CNC机床攻丝工艺与编程的要点

1．攻螺纹动作过程

图6-5-5加工右旋螺纹G84循环和加工左旋螺纹G 74循环

攻丝是CNC铣床和CNC加工中心上常见的孔加工内容，首先把选定的丝锥安装在专用攻丝刀套上，最好是具有拉伸和压缩特征的浮动刀套。攻丝步骤如下：

第1步：X、Y定位。

第2步：选择主轴转速和旋转方向。

第3步：快速移动至R点

第4步：进给运动至指定深度。

第5步：主轴停止。

第6步：主轴反向旋转。

第7步：进给运动返回。

第8步：主轴停止。

第9步：快速返回初始位置。

第10步：重新开始主轴正常旋转。

2．攻丝循环G84、 G74格式

⑴指令格式：

攻左旋螺纹：G74 X～Y～Z～R～P～F～；

攻右旋螺纹：G84 X～Y～Z～R～P～F～；

⑵孔加工动作：

如图6-5-5所示，G 74循环用于加工左旋螺纹，执行该循环时，主轴反转，在XY平面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹到达孔底后，主轴正转退回到R点，主轴恢复反转，完成攻螺纹动作。

G84动作与G74基本类似，只是G84用于加工右旋螺纹。执行该循环时，主轴正转，在G17平面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹到达孔底后，主轴反转退回到R点，主轴恢复正转，完成攻螺纹动作。

攻螺纹时进给率根据不同的进给模式指定。当采用G94模式时，进给速度＝导程×转速。当采用G95模式时，进给量＝导程。在G74与G84攻螺纹期间，进给倍率、进给保持均被忽略。

⑶攻内螺纹程序例

试用攻螺纹循环编写如图6-5-6中两螺纹孔的加工程序。

O6500；

……

N050 G95 G90 G00 X0 Y0；

（加工右旋螺纹M12）

M03 S100

G99 G84 X-25.0 Y0 Z-24 R10.0 F1.75；

………

(换左旋螺纹丝锥，加工左旋螺纹M12LH)

M04 S100；

图6-5-6工件中两螺纹孔G98 G74 X25.0 Y0 Z-24.0 R10.0 F1.75；

G80 G94 G91 G28 Z0；

3．攻丝工艺数据的确定

⑴底孔直径大小

丝锥攻内螺纹前，先要有螺纹底孔，理论上，底孔直径就是螺纹的小径，底孔直径

大小确定，要考虑到工件材料塑性大小及钻孔扩张量等因素。

丝锥攻螺纹时，伴随较强的挤压作用。因此，金属产生塑性变形形成凸起并挤向牙尖，攻出螺纹的小径小于底孔直径，因此，攻螺纹前的底孔直径应稍大于螺纹小径，否

则攻螺纹时因挤压作用，使螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，将丝锥箍住，