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丝锥攻丝过程中常见问题及解决措施（附丝锥断裂分析）螺纹加工孔加工机床附件加工中心

日期：2024-06-11

丝锥攻丝过程中常见问题及解决措施列举如下，并附上丝锥断裂原因分析，供大家在工作中参考。

原因	措施
止规不止
丝锥选用不当	•选用适当的丝锥（根据材料、孔型、螺纹公差等）。
转速过高	•降低转速； •改善冷却液质量，提高冷却、润滑效果。
生成切屑瘤	•换用新丝锥； •使用涂层丝锥； •改善冷却液质量，提高冷却、润滑效果； •去除切屑瘤及损伤的切削齿。
切屑阻塞	•选用切削参数更合适的丝锥（包括螺旋槽、切削角等）； •必要时选用成组丝锥。
丝锥有毛刺	•小心地去除毛刺。
定位及装夹不精确	•使用轴向及径向自动调节的攻丝夹具； •检查底孔、丝锥与主轴的同轴度。
攻丝进给不稳定	•改善攻丝程序； •检查机床传动螺杆； •使用带有长度补偿功能的攻丝夹具。
丝锥修磨不合理	•尽量保证重磨丝锥切削参数与新丝锥一致。
轴向压力过大	•调整攻丝轴向压力； •使用带有长度补偿功能的攻丝夹具。

烂牙及粗糙
原因	措施
丝锥选用不当	•选用适当的丝锥（根据材料、孔型、螺纹公差等）。
转速太高或太低	•选择推荐的攻丝速度。
切屑瘤严重	•换用新丝锥； •使用涂层丝锥； •改善冷却液质量，提高冷却、润滑效果； •去除切屑瘤及损伤的切削齿。
切屑阻塞	•选用切削参数更合适的丝锥（包括螺旋槽、切削角等）； •必要时选用成组丝锥。
丝锥有毛刺	•去除毛刺。
底孔太小	•使用合理的底孔尺寸。
冷却、润滑不足	•使用合理的切削液； •适当增加切削液的供给。
丝锥单齿切削量太大	•适当增加切削锥长度； •换用成组丝锥。

通规不通
原因	措施
丝锥磨损严重	•换用新丝锥。
丝锥选用不当	•选用适当的丝锥（根据材料、孔型、螺纹公差等）。
螺纹牙型参数错误	•换用性能更好的丝锥； •使用带长度补偿功能的攻丝夹具。

丝锥过早磨损
原因	措施
见烂牙及粗糙	•见烂牙及粗糙。
切削刃碰撞孔底	•控制底孔及有效螺纹深度； •必要时使用E型甚至F型切削刃。
无涂层或涂层质量差	•根据攻丝材料性能，使用合适的涂层丝锥。

丝锥寿命短
原因	措施
见丝锥过早磨损	•见丝锥过早磨损。
丝锥重磨时退火	•改变修磨参数（砂轮型号、转速、冷却液等）。
钻孔时材料硬化严重	•及时更换钻头； •调整钻孔参数（转速、进给等）； •攻丝前材料退火。

丝锥断裂10大问题分析汇总

1. 丝锥品质不好

主要包括材料、数控刀具设计、热处理情况、加工精度和涂层质量等。例如，丝锥截面过渡处尺寸差别太大或没有设计过渡圆角导致应力集中，使用时易在应力集中处发生断裂。柄、刃交界处的截面过渡处离焊口距离太近，导致复杂的焊接应力与截面过渡处的应力集中相迭加，产生较大的应力集中，导致丝锥在使用中断裂。又例如，热处理工艺不当。丝锥热处理时，若淬火加热前不经预热、淬火过热或过烧、不及时回火及清洗过早都有可能导致丝锥产生裂纹。

应对措施：选用品质优良可靠的丝锥品牌以及更为合适的丝锥系列。

2. 丝锥选择不当

对硬度太大的攻件应该选用高品质丝锥，如含钴高速钢丝锥、硬质合金丝锥和涂层丝锥等。此外，不同的丝锥设计应用在不同的工作场合。例如，丝锥的排屑槽头数、大小和角度等对排屑性能都有影响。

对于像沉淀不锈钢、高温合金等硬度高同时韧性又好的难加工材料，可能会出现丝锥因自身强度不够，无法抵抗攻丝加工的切削抗力而折断。另外，丝锥与加工的材料不匹配这个问题近几年越来越受到重视。随着新材料的不断增加和难加工，为了适应这种需要，刀具材料的品种也在不断地增加。这就需要在攻丝前，选择好合适的丝锥产品。

应对措施：选用高强度材料的丝锥（如粉末高温钢等），提高丝锥自身强度；同时改善丝锥表面涂层，以提高丝维表面硬度。极端情况甚至手工攻丝也许是可行的方法。

3. 丝锥过度磨损

另一种极为常见的情形，丝锥在加工若干个螺纹孔后，由于丝锥过度磨损使得切削抗力变大，导致丝锥拆断。

应对措施：首先推荐使用V柄，它会明显延缓丝锥的磨损，从而提高丝锥使用寿命；同时，使用优质的攻丝润滑油也能够有效延缓丝锥的磨损；另外，使用螺纹量规（T/Z）可以轻松判断丝锥情况。

4. 轴向同步误差

加工中心攻丝过程中，大量的断丝锥是因为机床主轴旋转与轴向进给同步性存在误差，使得丝锥承受的轴向拉力（或压力）增大，导致丝锥断裂。而同步误差几乎是加工中心（或数控车床）刚性攻丝无法完全避免的，尤其是在丝锥退回（反转）的瞬间更为突出。

应对措施：使用V柄，它彻底解决刚性攻丝轴向同步误差补偿问题。

5. 断屑、排屑困难

对于盲孔攻丝，通常采用螺旋槽后排屑丝锥，如果铁屑缠绕在丝锥上无法顺利排出，丝锥将会憋断，而大量的被加工材料（如钢和不锈钢以及高温合金等）攻丝加工通常是难以断屑的。

应对措施：首先考虑改变丝锥的螺旋升角（通常会有几种不同螺旋角可选），设法让铁屑能够顺利排除；同时适当调整切削参数，其目的也是确保铁屑能够顺利排除；必要时可以选用变螺旋角丝锥，以确保铁屑能够顺利排出。

6. 底孔孔径偏小

例如，加工黑色金属材料M5×0.5螺纹时，用切削丝锥应该用选择直径4.5mm钻头打底孔，如果误用了4.2mm钻头来打底孔，攻丝时丝锥所需切削的部分必然增大，进而使丝锥折断。建议根据丝锥的种类及攻件材质的不同选择正确的底孔直径，如果没有完全符合的钻头可以选择大一级的。

7. 攻件材质问题

攻件材质不纯，局部有过硬点或气孔，导致丝锥瞬间失去平衡而折断。

8. 机床没有达到丝锥的精度要求

机床和夹持体也是非常重要的，尤其对于高品质的丝锥，只要一定精度的机床和夹持体才能发挥出丝锥的性能。常见的就是同心度不够。攻丝开始时，丝锥起步定位不正确，即主轴轴线与底孔的中心线不同心，在攻丝过程中扭矩过大，这是丝锥折断的主要原因。

9. 切削液、润滑油品质不好

这点国内的许多企业都开始关注起来，切削液、润滑油品质出现问题，加工出的产品质量很容易出现毛刺等不良情况，同时寿命也会大大降低。

10. 切削速度与进给量不合理

当加工出现问题时，国内大部分用户是降低切削速度和减小进给量，这样丝锥的推进力度降低，其生产的螺纹精度因此被大幅度降低，这样加大了螺纹表面的粗糙度，螺纹孔径和螺纹精度都无从控制，毛刺等问题当然更不可避免。但是，进给速度太快，导致的扭力过大也容易导致丝锥折断。机攻时的切削速度，一般钢料为6～15m/min；调质钢或较硬的钢料为5～10m/min；不锈钢为2～7m/min；铸铁为8～10m/min。在同样材料时，丝锥直径小取较高值，丝锥直径大取较低值。

以上的这些问题，都需要操作人员做出判断或向技术人员反馈。例如，加工盲孔螺纹时，当丝锥即将接触孔底的瞬间，操作者并未意识到，仍按未到孔底时的攻丝速度给进，或排屑不畅时强行给进导致丝锥折断。建议操作人员加强责任心。

综上所述，造成丝锥断裂的原因可谓多种多样，机床、夹具、工件、工艺、夹头及刀具等都有可能，仅凭纸上谈兵也许永远都找不到真正原因。做为一个合格、负责的刀具应用工程师，最重要的是深入现场，而不是仅凭想象。举个最简单的例子，假如丝锥切削锥长度太长，攻丝时撞至底孔底部而断裂，如果不深入现场，仅凭猜测丝锥性能、工件材料、加工工艺等是很难获知的。

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