消除對攻絲加工的畏難情緒

       了解絲錐的幾何形狀，并針對不同的工件材料選擇合適的絲錐，有助于消除對攻絲加工的畏難情緒。

       許多機械師都將攻絲加工視為畏途。原因大致如下：由于機床是由加工程序自動控制的，攻絲加工一旦開始，操作人員就只能袖手旁觀。如果絲錐將要撞擊孔底，那真是太糟了：編制的加工循環必須完成——攻絲加工時不允許進給暫停；如果編程時所選的進給率不合適，那運氣太差了：進給率是無法調整的。當絲錐進入螺孔后，除了擔驚受怕以外，還能做什么呢？

       這正是攻絲加工會使數控機床操作者感到擔憂的原因之一。這種擔憂使操作者不得不采取許多預防措施，以確保絲錐能順利完成切削內孔螺紋的工作。

       其他一些因素也可能會引起對攻絲加工的擔憂。一般來說，絲錐的進給率要比大部分其他切削機床刀具高得多。絲錐每旋轉一周，就需要前進一個螺距。例如，一支5/16-18美標絲錐的攻絲進給率1/18=0.055ipr（1.4mm/r），而一支直徑0.257″（6.5mm）鉆頭的鉆孔進給率可能僅為0.005ipr（0.13mm/r）。

       為了“感到”能更好地控制加工，不得不以較慢轉速進行攻絲的情況比比皆是。為了有效降低絲錐在螺孔中的進給率，降低主軸轉速是唯一可行的方法。一支5/16-18絲錐以900r/min的主軸轉速攻絲時，進給率為50ipm（1270mm/min），但如果將主軸轉速降低到720r/min，則其進給率僅為40ipm（1016mm/min）。

       了解絲錐的幾何形狀

       然而，盡管攻絲加工可能非常棘手，但卻并非無法理解。通過了解絲錐的幾何形狀，以及什么樣的絲錐Z適合特定的加工任務，就可以簡化和減少攻絲時出現的問題。

       例如，減小切屑負荷可以防止絲錐過快磨損。切屑負荷定義為數控刀具任一切削刃上所承受的負荷，通?？梢酝ㄟ^改變進給率來加以控制。如前所述，在攻絲加工時不可能改變進給率，但可以通過選擇絲錐來改變切屑負荷。

       一種解決方法或許是使用具有更多容屑槽的絲錐。絲錐每增加一個容屑槽，就會增加一個切削面。隨著切削面的增加，每個刀齒的切削負荷就會減小。例如，一支4槽絲錐的每齒切屑負荷就只有2槽絲錐切屑負荷的1/2。但是，這可能會誤導對金屬切削加工的標準建議，即“總是采用Z多數量的刀槽”。而對于絲錐來說，這一建議可能并不正確。

       肯納公司的孔加工專家David Miskinis指出，“更多的刀槽意味著攻絲時為切屑留出的空間更少。在相同直徑的圓周上設置更多的刀槽，意味著刀槽的寬度和深度都更小。而容屑空間越小，切屑密集擠壓的風險就越大，從而可能會導致絲錐折斷?！?/span> 因此，當增加容屑槽數量可能并非理想選項時，選擇不同的切削錐長度可能是一種可行的解決方案。

       鈷領（Guhring）公司總裁Peter Haenle博士指出，“一般來說，較長的切削錐長度意味著刀具壽命也較長。在攻絲過程中，由于切削負荷分布在較長的切削刃上，因此其承受的切屑負荷也較小?！?/span>

       有三種常見的絲錐切削錐長度：初錐的切削錐長度為7－10扣螺紋；中錐的切削錐長度為3－5扣螺紋；底錐的切削錐長度為1－2扣螺紋。為了提供更多選擇，絲錐制造商還增加了一些規格，包括2－3扣螺紋的切削錐長度（有時也被稱為半底錐）。

       增大切削錐長度可使切屑負荷分布在更長的切削面上。實際上，有更多的刀齒在同時切削螺紋，類似于用一把單點螺紋非標刀具多次走刀切削。

       Miskinis解釋說，“切削錐長度對絲錐壽命有很大的影響，因為它們會影響切屑負荷。對4扣螺紋或更短的切削錐長度進行比較可知，切削錐長度每增加半扣螺紋，絲錐壽命就會提高一倍?！?/span>

       顯然，增大絲錐的切削錐長度是可取的。切削錐長度越短（如底錐），絲錐磨損就越快。因此，如果可能的話，應盡量避免采用較短的切削錐長度。遺憾的是，機械師們并不總是可以自由選擇。

       Haenle說，“切削錐長度較短的絲錐通常用于Z大限度地縮小孔深與螺紋長度之間的差異。很多時候，零件的設計要求迫使人們不得不使用切削錐長度較短的絲錐?！?/span>

       更有效攻絲的另一種方法是控制切屑厚度。例如，在攻絲時，切屑有可能過分變薄。使用初錐攻絲時，可能會產生帶狀切屑，并有可能形成鳥巢狀切屑團，從而阻礙潤滑劑到達絲錐切削部，并使切屑無法順利排出。正如在其他類型的切削加工中一樣，增大切屑負荷可能有助于斷屑。

       絲錐折斷是使機械師們擔驚受怕的另一個問題。在攻絲時，突然反轉并不會造成絲錐折斷，切屑堵塞容屑槽才會導致絲錐折斷。在某些情況下，這意味著切屑緊密擠壓在容屑槽中，使新產生的切屑“走投無路”，從而導致絲錐在重壓下折斷。

       解決容屑槽堵塞問題

       即使切屑在容屑槽中的堆積程度還不至于導致絲錐折斷，但容屑槽堵塞也會使潤滑劑難以到達刀具/工件接觸界面，而且，切屑與絲錐的摩擦會產生過多的熱量。切屑流是成功完成攻絲加工的關鍵組成部分。切屑流動方向取決于被攻絲孔是通孔還是盲孔。用螺旋槽絲錐加工盲孔時，螺旋角引導切屑向上流動，排出孔外。

       絲錐的螺旋槽可分為“慢速”螺旋槽（螺旋角為15°－30°）或“快速”螺旋槽（螺旋角為40°－60°）。較快螺旋槽的幾何形狀可實現更自由的切削，而較慢螺旋槽的切削刃強度更高。通常，“快速”螺旋槽絲錐用于加工硬度不太高或會產生帶狀切屑的工件材料，而“慢速”螺旋槽絲錐用于加工會形成短切屑或硬度較高的工件材料。

加工通孔時，螺尖絲錐將切屑向前推出孔外。實際上，螺尖本身是一個只在錐尖部位磨制出的左螺旋槽，它會形成向下的切屑流。在其他方面，螺尖絲錐看起來與直槽手用絲錐差不多。

       由于螺尖絲錐的刀槽實際上并不需要起排屑作用，而是用于引入潤滑劑，可以采用較淺的槽深。因此，螺尖絲錐的芯徑更大、強度更高。這也意味著，螺尖絲錐可以通過增加刀槽數量而受益，而不會受到切屑阻塞問題的困擾。

       合理選擇絲錐

       由于攻絲是一種比較復雜的加工，而且有種類如此之多的絲錐可供選擇，因此，合理選擇絲錐似乎是一項相當艱巨的任務。絲錐種類如此之多的主要原因是有種類如此繁多的工件材料。絲錐制造商主要通過前角和鏟背的設計，來為加工不同的工件材料定制絲錐。

       絲錐的切削面是指刀槽上位于螺紋的大徑與小徑之間、用于切削（或剪切）工件的那一部分。前角則是指切削面與從絲錐中心到螺紋大徑處切削面的連線所構成的角度。

       如果絲錐切削刃的牙頂角在切削面其余部分的前面，前角就是正的。雖然正前角絲錐的強度不如負前角絲錐好，但它卻具有極好的剪切性能。

       負前角絲錐的切削面牙頂角位于切削面其余部分的后面。雖然與正前角絲錐相比，這種幾何形狀強度更好，但它在攻絲時也需要更大的扭矩，并會產生更多的切削熱。

       切削面的形狀也是決定絲錐切削性能的因素之一。切削面既可以是平直表面，也可以采用曲面。歐士機公司（OSG Tap & Die Inc.）設計與營銷經理Andrew Strauchen說，“采用平直切削面可以提高絲錐強度，而采用曲面切削刃可以提高剪切性能。對于高性能絲錐而言，切削角（前角）的選擇取決于將要加工的工件材料：材料較軟時可選用較大的前角；材料較硬時則選用較小的前角?！?/span>

       絲錐鏟背是指從切削刃的后面鏟磨去除一部分金屬材料。鏟背量越大，絲錐與工件之間的余隙就越大。絲錐鏟背主要有三種類型：無鏟背、全寬鏟背和部分鏟背。

       無鏟背（也稱為同心鏟背）是指絲錐的刃背（絲錐制備出容屑槽后剩余的螺紋部分）與被加工螺紋同心，即實際上沒有進行鏟背，因此在攻絲時，絲錐表面會與被加工螺紋表面發生磨擦。