2024年3月14日发(作者：奉建安)
丝锥及攻丝技术的新发展
在特殊工件材料上攻丝
工件材料的可加工性是攻丝难易的关键。Hansen-Whiney公司设计师Vernon Hill
说：“现在丝锥生产厂家主要关注的是，发展针对特殊材料加工的丝锥”。针对这些材料的
性能，改变丝锥切削部分的几何形状，特别是它的前角和下凹量（HOOK）—前面的下凹
程度。对于高强度的工件材料，丝锥的前角和下凹量通常较小，以增加切削刃强度。下凹
量较大的丝锥则用在切削扭矩较大的场合。但下凹量过大，切削刃可能会产生崩刃并嵌入
螺纹。一般情况下，长屑材料需较大的前角和下凹量，以便卷屑和断屑。另一方面，太锋
利的角度会使切削刃过于薄弱。
另一个受工件材料可加工性影响较大的丝锥角度是后角。加工较硬的工件材料需要较
大的后角，以减小摩擦和便于冷却液到达切削刃，但过大的后角又会减小丝锥切入工件时
的自定心能力。加工软材料时，太大的后角会导致螺孔扩大。对于加工硬度、强度都很高
的工件材料，丝锥应选择起始于切削刃的偏心后角；而对易加工材料，则选择带复合偏心
后角（Con-eccentric）的丝锥，其特点是在切削刃下面无后角刃带之后再磨出后角。
螺旋槽丝锥主要用于盲孔的螺纹加工。加工硬度、强度高的工件材料，所用的螺旋槽
丝锥螺旋角较小，这可改善其结构强度。如Hanson-Whitney公司生产的ULTI-XT螺旋
槽丝锥，其螺旋角为15°，主要是用来加工强韧的400系列不锈钢。而该公司的ULTI-XT300
的螺旋槽丝锥的螺旋角为41°，主要是用来加工300系列不锈钢。
此外，对于强韧的加工材料，要选用螺纹长度较短的螺旋槽丝锥，以减小切削时的扭
矩。对于有弹性记忆的材料（With elastic memory），例如钛，要求刀具带有较大的倒锥，
从丝锥前部到柄部，逐步减小由于材料“反弹”造成的摩擦。
在优化攻丝加工条件时，丝锥生产厂家也考虑了刀具以外的其它因素。Emuge公司技
术部经理Alan Shepherd说，高性能丝锥可使切削速度大大提高，在铸铁材料上攻丝可从
以前的35～50sfm提高到250sfm。然而，这样的切削速度只有在特定的丝锥和具有特殊
性能的机床上才能达到。他说：“最高加工速度有时受到机床性能限制。对于较小的丝锥，
主轴速度要想达到理想速度［rpm=（sfm×3.8）/丝锥直径］，可能已经超过了主轴最高转
速。另一方面，用较大的丝锥高速切削，会产生较大的扭矩，可能比机床提供的马力还大。”
Alan Shephed说：“应用700psi的内冷却工具，切削速度有可能达到250sfm。而
在没有内冷却设施的机床上，切削速度只能达150sfm。丝锥不同于大多数金属切削工具，
因为它与工件孔壁接触面积非常大，所以冷却至关重要。如果高速钢丝锥过热，则丝锥会
折断、烧损。”Shepherd说：“Emuge公司高性能丝锥的几何形状特点，就是有较大的后
角和倒锥。”
上述丝锥的几何形状，再配以特殊的涂层表面（如TiN、TiCN、CrN或TiAlN），可
大大提高丝锥的寿命。这些耐热的、光滑的涂层，减小了切削力并允许在更高的切削速度
下攻丝。实际上，较新的高性能丝锥的开发，极大地促进了机床主轴速度和功率的提高。
硬质合金丝锥的使用增多
像车削中硬质合金刀具逐渐替代高速钢刀具一样，硬质合金丝锥也开始更多地用于螺
纹孔加工，与高速钢相比，硬质合金硬度高、脆性大，用硬质合金丝锥攻丝，存在切屑处
理的问题。虽然如此，硬质合金丝锥对于加工铸铁和铝合金材料，其使用效果很好，丝锥
的破损形式主要是机械磨损。
Allen Benjamin公司总经理Amy Haywood说，由于汽车工业加工大量的铸铁与铝
合金零件，因此使用硬质合金丝锥以获得刀具的长寿命。在加工这些材料的工件时，硬质
合金丝锥比高速钢丝锥寿命更长。在汽车工业中，丝锥换刀时间的减少明显是个重要因素，
而硬质合金丝锥的长寿命将使换刀时间最小化。用表面涂层的小螺旋角硬质合金丝锥在硅
含量为8%～12%的铝合金工件上攻丝，其效果很好。他还说，用亚微细颗粒
（Submicron-grain）硬质合金制作的丝锥可增加刀具韧性而不降低其硬度，在切削淬硬
钢、塑料和难加工镍基合金时效果很好。该公司生产的PRX系列丝锥，在一定条件下，可
在镍铭铁合金Inconel 718上连续攻丝200个螺孔以上，而以前必须重磨才能达到。
Regal Cutting Tool公司国际销售部经理Gene Delett说，硬质合金丝锥是该公司市
场增长最快的产品之一。他说：“新的细颗粒硬质合金丝锥也适合于某些一般加工，切削速
度可提高5～6倍，刀具寿命提高100倍。其价格当然比高速钢丝锥贵很多倍，可使用的
收益要比支出大得多，特别适合于汽车工业的大量生产。”但应注意的是，使用硬质合金丝
锥时，需要用刚性攻丝方式(即不用浮动攻丝夹头和扭转保护机构，工件螺距由机床CNC
系统控制丝锥转速、进给量，刚性地保证－－译者)。
也有一些针对某种加工材料研制的丝锥，在另外一些材料上攻丝，也取得了良好的加
工效果。如将原本用于在镍合金上攻丝的丝锥（一种优质钢制成的，带有适当后角，螺纹
长度很短的丝锥），用来加工硬度为HRC38的4340钢，效果也很好。
Mskinis说，尽管丝锥在不断发展，但他们了解到，很多用户对提高切削速度并不感
兴趣，他们所关心的是通常攻丝时出现的丝锥崩刃、螺孔扩大、排屑等问题。
丝锥与切削用量的选择
首先，攻丝前应搞清楚五个问题：
(1)被加工工件是什么材料？
(2)工件材料强度如何？
(3)所加工螺孔是通孔还是盲孔？
(4)螺孔有多深（或工件厚度）是多少？
(5)要加工的螺孔类别与尺寸怎样？
根据上述内容来选择丝锥。有很多方法可以找到加工各种工件材料所需的丝锥，如参
考样本及选择图表。Prototyp公司开发了一种计算机切削服务（CCS）程序的CD-ROM，
其上有攻丝数据库，能帮助用户选择丝锥、攻丝切削用量，最终经济、高效地完成在特殊
材料上的攻丝。改变螺纹的加工工艺，如螺纹铣削和滚压成形的有关内容也包括在CCS程
序中。它能给用户一个清晰的概念：即用什么方法加工一个螺孔，费用是多少。可以说这
个程序是经济、高效攻丝的新起点。
攻丝属于比较困难的加工工序，因为丝锥几乎是被埋在工件中进行切削，其每齿的加
工负荷比其它刀具都要大，并且丝锥沿着螺纹与工件接触面非常大，切削螺纹时它必须容
纳并排除切屑，因此，可以说丝锥是在很恶劣的条件下工作的。为了使攻丝顺利进行，应
事先考虑可能出现的各种问题。如工件材料的性能、选择什么样的刀具及机床、选用多高
的切削速度、进给量等。
2024年3月14日发(作者：奉建安)
丝锥及攻丝技术的新发展
在特殊工件材料上攻丝
工件材料的可加工性是攻丝难易的关键。Hansen-Whiney公司设计师Vernon Hill
说：“现在丝锥生产厂家主要关注的是，发展针对特殊材料加工的丝锥”。针对这些材料的
性能，改变丝锥切削部分的几何形状，特别是它的前角和下凹量（HOOK）—前面的下凹
程度。对于高强度的工件材料，丝锥的前角和下凹量通常较小，以增加切削刃强度。下凹
量较大的丝锥则用在切削扭矩较大的场合。但下凹量过大，切削刃可能会产生崩刃并嵌入
螺纹。一般情况下，长屑材料需较大的前角和下凹量，以便卷屑和断屑。另一方面，太锋
利的角度会使切削刃过于薄弱。
另一个受工件材料可加工性影响较大的丝锥角度是后角。加工较硬的工件材料需要较
大的后角，以减小摩擦和便于冷却液到达切削刃，但过大的后角又会减小丝锥切入工件时
的自定心能力。加工软材料时，太大的后角会导致螺孔扩大。对于加工硬度、强度都很高
的工件材料，丝锥应选择起始于切削刃的偏心后角；而对易加工材料，则选择带复合偏心
后角（Con-eccentric）的丝锥，其特点是在切削刃下面无后角刃带之后再磨出后角。
螺旋槽丝锥主要用于盲孔的螺纹加工。加工硬度、强度高的工件材料，所用的螺旋槽
丝锥螺旋角较小，这可改善其结构强度。如Hanson-Whitney公司生产的ULTI-XT螺旋
槽丝锥，其螺旋角为15°，主要是用来加工强韧的400系列不锈钢。而该公司的ULTI-XT300
的螺旋槽丝锥的螺旋角为41°，主要是用来加工300系列不锈钢。
此外，对于强韧的加工材料，要选用螺纹长度较短的螺旋槽丝锥，以减小切削时的扭
矩。对于有弹性记忆的材料（With elastic memory），例如钛，要求刀具带有较大的倒锥，
从丝锥前部到柄部，逐步减小由于材料“反弹”造成的摩擦。
在优化攻丝加工条件时，丝锥生产厂家也考虑了刀具以外的其它因素。Emuge公司技
术部经理Alan Shepherd说，高性能丝锥可使切削速度大大提高，在铸铁材料上攻丝可从
以前的35～50sfm提高到250sfm。然而，这样的切削速度只有在特定的丝锥和具有特殊
性能的机床上才能达到。他说：“最高加工速度有时受到机床性能限制。对于较小的丝锥，
主轴速度要想达到理想速度［rpm=（sfm×3.8）/丝锥直径］，可能已经超过了主轴最高转
速。另一方面，用较大的丝锥高速切削，会产生较大的扭矩，可能比机床提供的马力还大。”
Alan Shephed说：“应用700psi的内冷却工具，切削速度有可能达到250sfm。而
在没有内冷却设施的机床上，切削速度只能达150sfm。丝锥不同于大多数金属切削工具，
因为它与工件孔壁接触面积非常大，所以冷却至关重要。如果高速钢丝锥过热，则丝锥会
折断、烧损。”Shepherd说：“Emuge公司高性能丝锥的几何形状特点，就是有较大的后
角和倒锥。”
上述丝锥的几何形状，再配以特殊的涂层表面（如TiN、TiCN、CrN或TiAlN），可
大大提高丝锥的寿命。这些耐热的、光滑的涂层，减小了切削力并允许在更高的切削速度
下攻丝。实际上，较新的高性能丝锥的开发，极大地促进了机床主轴速度和功率的提高。
硬质合金丝锥的使用增多
像车削中硬质合金刀具逐渐替代高速钢刀具一样，硬质合金丝锥也开始更多地用于螺
纹孔加工，与高速钢相比，硬质合金硬度高、脆性大，用硬质合金丝锥攻丝，存在切屑处
理的问题。虽然如此，硬质合金丝锥对于加工铸铁和铝合金材料，其使用效果很好，丝锥
的破损形式主要是机械磨损。
Allen Benjamin公司总经理Amy Haywood说，由于汽车工业加工大量的铸铁与铝
合金零件，因此使用硬质合金丝锥以获得刀具的长寿命。在加工这些材料的工件时，硬质
合金丝锥比高速钢丝锥寿命更长。在汽车工业中，丝锥换刀时间的减少明显是个重要因素，
而硬质合金丝锥的长寿命将使换刀时间最小化。用表面涂层的小螺旋角硬质合金丝锥在硅
含量为8%～12%的铝合金工件上攻丝，其效果很好。他还说，用亚微细颗粒
（Submicron-grain）硬质合金制作的丝锥可增加刀具韧性而不降低其硬度，在切削淬硬
钢、塑料和难加工镍基合金时效果很好。该公司生产的PRX系列丝锥，在一定条件下，可
在镍铭铁合金Inconel 718上连续攻丝200个螺孔以上，而以前必须重磨才能达到。
Regal Cutting Tool公司国际销售部经理Gene Delett说，硬质合金丝锥是该公司市
场增长最快的产品之一。他说：“新的细颗粒硬质合金丝锥也适合于某些一般加工，切削速
度可提高5～6倍，刀具寿命提高100倍。其价格当然比高速钢丝锥贵很多倍，可使用的
收益要比支出大得多，特别适合于汽车工业的大量生产。”但应注意的是，使用硬质合金丝
锥时，需要用刚性攻丝方式(即不用浮动攻丝夹头和扭转保护机构，工件螺距由机床CNC
系统控制丝锥转速、进给量，刚性地保证－－译者)。
也有一些针对某种加工材料研制的丝锥，在另外一些材料上攻丝，也取得了良好的加
工效果。如将原本用于在镍合金上攻丝的丝锥（一种优质钢制成的，带有适当后角，螺纹
长度很短的丝锥），用来加工硬度为HRC38的4340钢，效果也很好。
Mskinis说，尽管丝锥在不断发展，但他们了解到，很多用户对提高切削速度并不感
兴趣，他们所关心的是通常攻丝时出现的丝锥崩刃、螺孔扩大、排屑等问题。
丝锥与切削用量的选择
首先，攻丝前应搞清楚五个问题：
(1)被加工工件是什么材料？
(2)工件材料强度如何？
(3)所加工螺孔是通孔还是盲孔？
(4)螺孔有多深（或工件厚度）是多少？
(5)要加工的螺孔类别与尺寸怎样？
根据上述内容来选择丝锥。有很多方法可以找到加工各种工件材料所需的丝锥，如参
考样本及选择图表。Prototyp公司开发了一种计算机切削服务（CCS）程序的CD-ROM，
其上有攻丝数据库，能帮助用户选择丝锥、攻丝切削用量，最终经济、高效地完成在特殊
材料上的攻丝。改变螺纹的加工工艺，如螺纹铣削和滚压成形的有关内容也包括在CCS程
序中。它能给用户一个清晰的概念：即用什么方法加工一个螺孔，费用是多少。可以说这
个程序是经济、高效攻丝的新起点。
攻丝属于比较困难的加工工序，因为丝锥几乎是被埋在工件中进行切削，其每齿的加
工负荷比其它刀具都要大，并且丝锥沿着螺纹与工件接触面非常大，切削螺纹时它必须容
纳并排除切屑，因此，可以说丝锥是在很恶劣的条件下工作的。为了使攻丝顺利进行，应
事先考虑可能出现的各种问题。如工件材料的性能、选择什么样的刀具及机床、选用多高
的切削速度、进给量等。