6种常见的螺纹加工工艺

2025年4月19日

螺纹加工是许多制造工序中的关键步骤,可以创建适合的螺纹 螺丝, 螺栓以及其他 紧固件 恰恰。 

简而言之, 螺纹加工 是指在材料上切割或形成螺旋槽的一系列方法,以使零件牢固地连接在一起。 

无论您生产的是大批量组件还是专门定制的零件,了解正确的螺纹制造工艺对于实现性能、耐用性和效率都至关重要。

本文探讨了螺纹加工领域中广泛使用的 6 种方法,帮助制造商和工程师根据应用、材料和数量需求做出明智的决策。 

我们还研究了每种方法如何适应更广泛的螺纹制造过程,并强调了服务冲压和螺纹在大批量生产环境中的作用。

6 种广泛使用的螺纹加工工艺

1. 螺纹切削

螺纹切削是最古老、最直接的螺纹加工方法之一。它使用车床、丝锥或板牙去除材料以形成螺纹。 

该方法非常适合公差和表面光洁度重要的精密应用。

使用时:

  • 原型设计
  • 小批量生产
  • 加工硬质材料

好处:

  • 高精度螺纹
  • 适用于内螺纹和外螺纹
  • 适用于多种材料

限制:

  • 比其他制线工艺慢
  • 坚硬金属上的刀具磨损更严重

尽管出现了较新的技术,但螺纹切削仍然被广泛使用,特别是在处理独特的几何形状或高度特定的定制零件时。

2. 螺纹滚压

与螺纹切削不同,螺纹滚压是一种冷成型工艺,通过取代材料来形成螺纹,而不是去除材料。 

滚轮压缩材料以产生硬化、加工强化的螺纹轮廓。

使用时:

  • 大批量生产
  • 要求高强度和抗疲劳性的部件

好处:

  • 由于加工硬化,螺纹强度更高
  • 更快的循环时间
    无材料浪费

限制:

  • 仅适用于延展性材料
  • 螺纹轮廓灵活性有限

螺纹滚压是汽车和航空航天工业中首选的螺纹制造工艺,因为这些工业对强度和一致性的要求非常高。

3.螺纹铣削

螺纹铣削是一种 CNC 控制方法,使用旋转刀具切削螺纹。 

当处理难以用标准丝锥或板牙生产的大型或定制螺纹尺寸时,它特别有用。

使用时:

  • 大直径螺纹
  • 高精度要求
  • 内螺纹和外螺纹

好处:

  • 卓越的控制和准确性
  • 适用于盲孔
  • 降低刀具破损的风险

限制:

  • 需要数控设备
  • 小螺纹的循环时间更长

螺纹铣削因其在定制应用中的灵活性以及与较硬材料的兼容性而越来越受欢迎。

4. 敲击

攻丝是一种广泛使用的加工内螺纹的方法,使用一种叫做丝锥的工具。攻丝简单快捷,通常在钻床或数控机床上完成。

使用时:

  • 内螺纹的大批量生产
  • 低至中等强度的应用

好处:

  • 快速、高效的内螺纹加工
  • 廉价的工具
  • 与多种金属和塑料兼容

限制:

  • 水龙头很容易断裂,尤其是在坚硬的材料中
  • 仅限于较小的螺纹尺寸

攻丝仍然是螺纹加工过程中最具成本效益和最容易使用的方法之一,特别是对于通用内螺纹而言。

5.螺纹磨削

螺纹磨削是一种高精度工艺,通常用于硬化材料和专用部件。 

它使用特殊形状的砂轮去除材料,这在专用的螺纹磨床上完成。

使用时:

  • 高精度或硬化材料
  • 航空航天、医疗和高端工具制造

好处:

  • 极其精确的螺纹
  • 出色的表面光洁度
  • 适用于严格的公差

限制:

  • 昂贵的设备和工具
  • 比其他方法慢

对于即使是微小的螺纹缺陷也可能导致重大故障的行业来说,螺纹磨削是螺纹加工工具箱的重要组成部分。

6. 服务冲压和螺纹

在大规模生产中,冲压和螺纹加工服务经常同时进行。 

冲压工艺形成了零件的基本形状,而集成螺纹站则通过切割或滚压完成螺纹。

使用时:

  • 紧固件和配件的批量生产
  • 成本敏感型应用

好处:

  • 精简生产
  • 减少劳动力和处理时间
  • 降低单位成本

限制:

  • 复杂设计的灵活性较低
  • 初始设置成本高

将冲压与自动螺纹加工相结合可最大限度提高生产效率,通常被原始设备制造商和大批量气动或液压零件制造商采用。

选择正确的螺纹加工工艺

并非所有方法都适用于所有应用。选择螺纹制造工艺时,必须评估材料类型、产量、螺纹尺寸和公差等因素。 

以下是根据关键变量帮助缩小最佳选择范围的基本指南:

方法最适合材料适用性体积
螺纹切削原型、复杂零件所有,包括硬质金属低至中等
螺纹滚压高强度、快速生产延展性金属高的
螺纹铣削大/定制螺纹所有 CNC 兼容材料低至中等
窃听内螺纹、小零件金属、塑料高的
螺纹磨削硬化/高精度应用淬硬工具钢低的
服务冲压+螺纹经济高效的大规模生产低碳钢、黄铜、铝非常高

补充考虑

除了加工过程本身之外,螺纹加工的成功还依赖于正确的工具、冷却液的使用和检查方法。 

以下是一些可能影响质量和性能的额外考虑因素:

  • 模具寿命:某些方法(例如螺纹磨削)磨损工具的速度较慢,但需要昂贵的专用设备。
  • 公差:当公差极其严格时,首选螺纹切削或磨削等工艺。
  • 螺纹类型:并非所有加工工艺都能产生所有螺纹形式(UNF、公制、ACME 等)。
  • 表面光洁度:对于某些应用,表面粗糙度可能与螺纹精度同样重要。

现代制造业通常在单一设置中集成多个步骤以提高效率。 

例如,数控机床可以将螺纹铣削与钻孔或开槽等其他操作结合起来,从而缩短总体循环时间。 

螺纹加工操作也可能受益于自动化,特别是在提供全方位冲压和螺纹加工功能的设施中。

最后的想法:螺纹加工工艺

螺纹加工对于紧固件和其他螺纹部件在应力、振动和环境条件下的性能起着至关重要的作用。 

无论您使用螺纹切削来制作原型还是每小时对数千个螺栓进行螺纹滚压,选择正确的螺纹加工工艺都是实现强度、准确性和可重复性的关键。 

随着 CNC 技术、自动化服务冲压和螺纹以及专用工具的进步,当今的制造商拥有比以往更多的控制力和灵活性。

资源

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  1. 了解螺纹加工:制造工艺和方法
  2. 螺纹加工:工艺、方法和切削指南
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