攻丝 VS 铣削：如何为具有成本效益且成功的零件选择正确的工艺

攻丝与铣削是制造商在实现成本和质量之间微妙平衡时面临的典型权衡问题。传统的攻丝方法可能会导致丝锥断裂和测试结果不准确，而另一方面， 螺纹铣削技术需要额外的金钱支出。

然而，这种情况的缺点是它会导致评估过程的系统性过程的损失。在某些情况下，它会导致选择不正确的工艺，进而导致与成本和质量问题相关的额外支出。显然，需要一个系统的指南来系统区分攻丝和铣削工艺。为了节省您的时间，以下是详细的解释。

攻丝 VS 铣削：快速参考

方面	窃听	铣削
成本	工具成本	刀具成本高
速度	快速的循环时间	循环时间慢
灵活性​	固定尺寸	一种工具，多种尺寸
精确	好的	出色的
风险	破损率高	破损率低
最适合​	高产量	体积小、精度高

事实证明，即使是攻丝也非常有利于大规模生产，能够以非常经济的单位成本实现快速产出。相比之下，铣削提供了更大的多功能性和卓越的尺寸精度。此外，数控铣刀与标准丝锥相比，它们的使用寿命通常显着延长，这使得它们更适合在较长的生产运行中制造复杂或耐用的部件。

为什么相信本指南？ LS制造专家的实践经验

有关攻丝和铣削的文章有数百篇。这篇文章有什么不同？好吧，这篇文章是基于经验，而不是理论。作为 LS Manufacturing 的代表，我们在攻丝和铣削方面从事硬质合金业务已超过 15 年。我们的技术人员所了解的不仅仅是差异；我们的技术人员利用这些知识来确保关键组件的可靠性。

多年生产超过 50,000 个具有精确螺纹的定制零件的经验已经证明了这些东西是有效的。作者表示，无论是优化钛零件上的攻丝周期，还是建议在批量生产铣削中使用铣刀，我们都拥有与航空航天质量相关的经验，而航空航天质量明显与严格的规格相关。国际航空航天质量集团（IAQG） ，也称为国际汽车工程师协会。

这里学到的这些教训不是学术起源的。它是在面对航空航天、医疗和汽车行业的现实挑战时开发的经过实战检验的方法——螺纹质量不能以任何方式妥协。正是本着这种精神，我们与您分享所有来之不易的专业知识，以便您可以从这些错误中吸取教训，并找到质量、效率和价格之间的适当平衡。

图 1：CNC 制造工艺，突出显示 LS Manufacturing 的螺纹攻丝特写视图

螺纹加工中的攻丝和铣削有哪些根本区别？

攻丝与铣削的最佳方法取决于许多因素，其中包括批量大小、螺纹加工水平、材料和精度水平。 LS Manufacturing 使用的工艺比较技术使客户能够根据螺纹细节和相关材料的硬度等因素来决定最适合的工艺，从而使螺纹工艺的整体效率平均提高35% 。

特征	窃听	铣削
过程	类型​ 直接用丝锥成型/切削螺纹	通过编程刀具路径进行切削
工具成本​	低（按尺寸）	高（多功能立铣刀）
设置时间​	快速地	慢（需要编程）
周期时间	快速地	慢的
灵活性​	低（每个工具固定尺寸）	高（一种工具适用于多种尺寸）
材料适用性	延展性材料	所有材料
盲孔	出色的	良好（需要排屑）
螺纹质量	好（一致）	优秀（高精度）
工具破损风险​	高的	低的
最佳应用	大容量、简单的线程	小批量、复杂的螺纹

它是攻丝与铣削的结合，完全取决于各种因素。为了彻底解决这个问题， LS Manufacturing设计了一种全新的工艺比较方法，使客户能够根据螺纹规格​和材料硬度等各种参数得出完全最优的解决方案。这些都彻底提高了效率螺纹铣削加工平均提高 35%。

如何根据产品特性选择攻丝和铣削工艺？

决定如何做选择攻丝或铣削这是制造商非常关心的问题，因为这种工艺选择会影响产品特性和成本。为了做出这种选择，需要评估一组与产品相关的参数。选择不能根据应用进行概括。

• 批量生产量：在生产运行中，尽管刀具投资相对较高，但由于其周期时间较短，攻丝通常具有更好的经济优势。然而，螺纹铣削对于小尺寸生产和原型制作来说非常灵活，因为只需使用单一刀具即可切削不同尺寸的螺纹，并且安装工具的投资较少。
• 材料属性和硬度：​用于此过程的材料类别包括延展性材料，例如铝和低碳钢。硬质材料包括钛和钢，其中使用螺纹铣削。为了防止材料断裂和生产优质螺纹，螺纹铣削被认为是必不可少的。材料的切削加工性以及形成的切屑的类别有助于确定制造工艺的类别。
• 螺纹规格和复杂性：​对于简单的几何特征，攻丝在执行速度方面可以提供很多帮助。当涉及到更复杂的几何形状或非标准的更大直径螺纹或螺距时，螺纹铣削在编程方面更加灵活。

LS Manufacturing开发了一种智能选择工具来评估这些因素，以便在攻丝或铣削。由于某些因素取决于产品特性，制造商能够在保持高质量标准的同时，在成本方面进行20-30% 的优化，以便对各个流程做出最佳决策。

如何在经济的攻丝和铣削解决方案中最大限度地提高成本效益？

因此，要实现经济高效的攻丝铣削工艺，关键在于确定投资成本与优化潜力之间的最佳平衡点。攻丝和铣削工艺以及。这一切都取决于攻丝速度的潜力，同时还要考虑通过使用经济解决方案实现成本优化的灵活性。

工艺选择的价值工程分析

在LS Manufacturing的场景中，大量使用价值工程来确定生产成本。据观察，在通用螺纹的批量生产中，由于生产周期较短，攻丝被证明比其他工艺更具成本效益。但在生产复杂形状或小批量生产时，由于螺纹铣削工艺的多功能性，尽管生产成本较高，但仍能实现成本效益。

混合生产的混合方法

大多数制造公司结合使用这两种工艺。螺纹攻丝适用于标准体积零件，而复杂零件则采用螺纹铣削生产。它有助于优化所有组件的生产成本，确定在哪个流程中生产哪些组件。

刀具寿命管理和工艺优化

使用适当的刀具参数、使用冷却液以及维护来最大限度地延长刀具寿命非常重要。在 LS Manufacturing 中，所使用的过程监控系统对于监控工具状况非常有用。这减少了停机时间和工具更换成本，大大有助于总体成本优化。

为了有经济高效的攻丝铣削，需要考虑到整个制造过程，采用数据驱动的方法。通过利用价值工程和组合流程以及优化的寿命管理工具， LS Manufacturing 帮助客户节省了 25% 以上的制造成本。

图 2：LS Manufacturing 的 CNC 螺纹铣刀加工具有虹彩表面的蓝色材料

攻丝和铣削在精度和效率上有什么区别？

攻丝和铣削是两种基本的加工工艺，在精度、效率和工艺性能方面具有独特的特征。攻丝被认为是内螺纹高速加工的最佳选择。但攻丝精度存在一定的限制。但在螺纹铣削中，通过复杂的编程可以获得高精度。根据材料和产量，可以选择加工工艺。

方面	窃听	铣削
准确性	限制（±0.05mm）	高（±0.01mm）
效率	快速（单程）	较慢（多次通过）
刀具寿命	较短	更长
灵活性​	低（固定音高）	高（可变音高）
编程	简单的	复杂的

攻丝和铣削的区别在于他们向用户提供的权衡。尽管攻丝速度可能很快并且产量可能很高，但由于与攻丝相比，铣削过程中刀具的磨损程度更高，因此铣削过程的精度更高。硬质材料也被认为是决定铣削优于攻丝工艺的因素之一。

如何在攻丝和铣削之间做出最佳工艺选择？

需要一个考虑大量因素的决策框架模型，以便在攻丝和铣削之间选择。它是生产和资源因素的结合，必须在考虑要利用的效益的可变性的情况下从这两个因素中确定最佳选择。它是一种结构化的决策方法，可以解决像LS Manufacturing这样的决策问题。

1. 生产量和批量大小：由于攻丝所需的周期时间较短，因此攻丝更适合大批量生产，而编程相对简单。铣削操作也可以满足批量生产以及特殊产品原型生产的灵活性。两种工艺的材料螺纹规格的盈亏平衡点是不同的。
2. 螺纹精度和质量要求：如果需要+ 或 – 0.01 毫米或更高的精度，铣削可以确保非常高的精度和表面光洁度。相反，如果可以容忍±0.05毫米的精度，则攻丝在螺纹切削过程中可以正常工作。
3. 材料特性和可加工性：硬质材料（HRC > 45）和其他难以加工的合金需要铣削。这样做的原因是为了避免敲击时可能发生的断裂。此外，它有助于获得高质量线程的过程。攻丝工艺非常适合软质材料和有色金属材料制成的材料。材料的硬度与工具的寿命有关。
4. 设备能力和设置时间：攻丝需要攻丝性能、攻丝同步性和主轴同步性等攻丝技能。 铣削操作这些要求包括对涉及螺旋插补能力（刚性除外）的 CNC 系统的要求。规格影响工艺能力。
5. 成本考虑和刀具投资：攻丝刀具较贵。然而，在加工难加工材料时，攻丝刀具的使用寿命会更长。铣刀的寿命比攻丝刀具长。除了具有多尺寸螺纹优势之外。所有部件的生产成本都考虑了刀具成本、编程成本以及加工成本。

需要实施整体方法，同时在攻丝和铣削工艺之间做出最佳选择。这是因为每个问题都没有通用的解决方案，因为每个问题都需要单独分析，以使决策框架成为最可行的行动方案。这些操作还需要借助专门设计的机器来实施。

螺纹铣削与传统攻丝相比有哪些技术优势？

的过程螺纹铣削与攻丝对比可被认定为一项重大技术先进工艺，其技术优势使其成为尖端加工工艺。尽管攻丝是过去几十年的传统加工工艺，但螺纹铣削具有技术优势。

卓越的精度和表面光洁度

螺纹铣削工艺可达到±0.01mm公差范围内的尺寸精度，仅靠攻丝工艺无法实现，其精度在±0.05mm范围内。通过螺旋插补，可以对螺纹的形状和螺距进行更高程度的控制，以弥补攻丝工艺的不足。

增强的灵活性和多功能性

单人螺纹铣刀可以加工多种类型的螺纹及其各自的螺距直径，具体取决于可用的切削刀具。该工艺可以同样的方式用于右旋螺纹以及左旋螺纹。适用于内螺纹和外螺纹的方式相同。在某些情况下，它也可用于锥形螺纹。切削某些规格的螺纹不需要特定的丝锥。

延长刀具寿命并提高成本效率

事实证明，螺纹铣刀比丝锥更耐用。如果材料相似，则该值是3 至 5 倍。有时，可以提高十倍。虽然初始刀具成本较高，但刀具寿命的延长和停机时间的减少可降低整个生产过程中每个零件的成本。

提高工艺可靠性

螺纹铣削消除了工件丝锥断裂的风险，这种风险可能导致昂贵的部件报废。该工艺可以轻松调整尺寸补偿和刀具磨损，从而在刀具的整个使用寿命内保持一致的质量。在盲孔中，螺纹铣削可提供更好的切屑控制，无需深孔攻丝循环，从而缩短循环时间并改进工艺稳定。

在难加工材料中具有更好的性能

硬质材料 - HRC > 45、不锈钢等是导致丝锥快速磨损、导致频繁断裂的材料。这些也可以通过螺纹铣削有效地解决。螺纹铣削时切削力和扭矩较低；因此，它是攻丝时容易破裂/变形的薄壁零件的首选。与攻丝相比，断续切削和交叉孔也可以有效处理。

螺纹铣削与攻丝清楚地展示了这种先进工艺在多个维度上的技术优势。它可以是过程的准确性、表面光洁度，甚至是切削刀具的寿命，螺纹铣削在一种或多种方面表现更好；因此，它是完成该任务的最佳流程，尽管该流程的初始费用较高，但其优点更为可取。

图 3：采用 LS Manufacturing 彩虹色螺旋槽刀具的 CNC 攻丝工艺

数控攻丝工艺的关键参数如何影响加工质量？

数控攻丝工艺​成功取决于对直接影响螺纹质量影响和刀具性能的关键参数的精确控制。从 LS Manufacturing 获得的经验可以清楚地看出，关键参数的最佳控制在很大程度上取决于螺纹加工过程中采用的材料和规格。

主轴转速和同步

主轴速度需要与进给速率正确同步。需要确保速度之间存在适当的关系（进给=节距×RPM）。这意味着如果超过更高的速度，就会导致工具升温。因此，工具会出现磨损。如果它以较慢的速度运行，就会给芯片带来不良的形状。因此，切削力将会增加。主轴的转速范围可以是50到500 RPM 。

进给率和螺距精度

进给速率主要用于控制螺距的精度，因此必须具有与丝锥导程完全匹配的值。进给过多会导致螺纹或丝锥因剥削而断裂，而进给过少会产生尺寸过大且表面质量较差的螺纹。对于刚性攻丝，确定进给速度的公式为螺距×RPM 。为了避免因未对准而导致节距误差，需要在两个轴之间实现完美同步。

冷却液应用和排屑

冷却分布对于散热、润滑和排屑非常重要。在这方面，高压淹没冷却剂（10-15巴）适用于通孔，而雾化或润滑冷却剂适用于盲孔。冷却不充分会增加积屑瘤形成、加工硬化和刀具破损的机会，特别是对于不锈钢材料及其耐热合金。

深度控制和螺纹啮合

然而，螺纹深度除了考虑螺纹啮合外，还应考虑丝锥倒角长度。对于盲孔，编程的丝锥深度除了全螺纹创建的1-2 个螺距的附加深度之外，还必须包括倒角长度。深度不足会导致螺纹不完整，深度太深则会导致丝锥折断。使用的倒角长度将提供 3-5 个螺纹的深度，以平滑螺纹啮合。

刀具几何形状和涂层选择

其几何类型，例如螺旋点、螺旋槽或直槽，应符合特定的工作要求。在螺旋尖丝锥中，切屑被推入通孔中，而在螺旋槽中，切屑在盲孔中被拉出。 TiN、TiCN 或 TiAlN涂层刀具具有良好的耐磨性和耐摩擦性；因此，工具的寿命可增加2-3倍。

CNC攻丝工艺必须对参数进行适当的优化，才能达到质量影响的效果。与切削速度、切削液、切削深度等相关的关键参数需要针对所加工的材料进行组合。合适的组合参数会对生产质量产生影响，提高刀具的使用寿命并降低生产成本。

攻丝和铣削在加工成本方面具体有哪些区别？

在计算时铣削与攻丝成本，需要注意的是，攻丝和铣削的成本曲线本质上并不相等。需要注意的是，成本分析不是对成本分析的成本分析。可以看出，攻丝和铣削的成本分析表明，成本曲线是数量的函数。

• 初始刀具投资：攻丝刀具每件的成本在 20 至 100 美元之间，但螺纹切削铣刀的成本在200 至 800 美元之间。尽管如此，通过应用螺纹铣刀，可以加工出不止一种尺寸的螺纹。
• 刀具寿命和更换：这是钻削硬质材料的丝锥的寿命。寿命为100至500孔。但是，这需要更换。在需要重新磨削之前，螺纹铣刀会钻1,000 至 5,000 个孔。铣削加工的较长寿命将抵消钻孔的工作量。
• 循环时间和效率：攻丝为单程加工提供更快的循环时间，适用于涉及高产量的情况。螺纹铣削需要多道次加工和较慢的进给速度。铣削可以防止其他加工操作，例如去毛刺。
• 设置和编程：只需很少的编程，仅 G 代码命令就足以产生攻丝过程的最佳解决方案。螺纹铣削需要对复杂的螺旋插补进行编程。与攻丝工艺相比，小批量生产由于其较高的安装成本而更加经济。 螺纹铣削。攻丝过程循环时间很长。
• 质量和废品成本：在螺纹铣削中，形成的螺纹非常精确且质量良好。由于节省了检查时间，因此节省了成本。攻丝可能被视为敏感过程，因为在某些情况下可能会发生断裂。在攻丝坚韧材料时，螺纹可能会出现一些误差。

在对螺纹的铣削成本与攻丝成本进行比较时，发现攻丝在批量生产中生产标准螺纹方面表现出色；尽管如此，事实证明，螺纹铣削在中档生产以及困难材料加工中更为经济。考虑所有直接和间接费用的彻底成本分析对于最佳经济比较至关重要。

图 4：LS Manufacturing 生产金属材料内螺纹的数控螺纹加工设备

LS Manufacturing汽车零部件行业：发动机缸盖螺纹加工工艺优化

LS Manufacturing在汽车零部件制造领域面临着严峻的形势，但他们通过创新的工艺改进实现了转型。在现在案例研究，战略流程改进的定义被确定为实现大量成本节约举措以及大批量生产流程的质量增强。

客户挑战

汽车零部件行业主要市场面临的问题是铝制发动机气缸盖的生产和螺纹加工。值得注意的是，其中包括刀具磨损程度和8%的实际废品率，以及超过50,000 人民币的质量成本。

LS制造解决方案

基于在这些工序中替代攻丝的意图，在工程过程中对全螺纹铣削进行了分析。这是可以实现的，基于螺纹铣刀设计的选择标准，该螺纹铣刀能够执行与铝合金使用相关的操作，创建用于插补的螺旋路径，以及切削系数的水平。该工艺能够产生全螺纹，而无需采用与消除 6H 螺纹级别相关的多种设置。

结果和价值

这导致了各种参数的意外节省。刀具寿命增加了惊人的300% ；因此，工具支出在现有水平上可以忽略不计。单位废品率从8%下降到惊人的0.5% ；这极大地影响了首次产量。最惊人的是，每年节省成本的贡献不低于60万元人民币；因此，在这一特定过程上的支出是合理的。这导致两个集团之间建立了战略伙伴关系

LS制造这个例子展示了流程优化技术在制造中特定问题方面的效率水平以及对企业的一般影响。螺纹铣削方法；这显然是一种非常先进的技术，取代了传统的攻丝，以考虑成本效益影响的竞争优势的方式提供了特定问题的解决方案

您是否还在攻丝和铣削工艺之间左右为难？好吧，我们在这里帮助您找到合适的流程。

如何建立科学的螺纹加工工艺管理体系？

线程流程执行的流程管理需要一种组织方法来提高效率和质量。实施具有流程操作标准化操作程序的质量体系对于实现大批量流程的效率至关重要。此类系统涉及管理工具或参数的组织方法，以实施流程改进。

标准化操作流程

在这方面，重要的是要考虑进程指令与线程处理的相关性。应保证与螺纹相关的每一个工艺参数，如主轴转速、加工速度、冷却为了组织内员工的利益，在标准化中考虑了使用和控制深度。

工具管理与维护

工具应有一个组织管理系统，以便跟踪工具的使用寿命以及工具的更换时间。还应该有一套标准，可以帮助检测工具是否适合进行检查、重新研磨，甚至是否需要更换。对工具的有效管理还有助于防止工具意外损坏，提高工具的使用率。

质量控制和检验

质量检查应整合到生产过程中，从首件检验开始到最终检验。螺纹塞规、环规和光学比较器是可以应用的量规的示例。过程控制可用于记录生产过程中的质量检查，并可进行能力检查。

有效的流程管理需要采用整体方法，将标准化操作程序与强大的质量体系控制相结合。通过实施系统化的刀具管理、定期质量检查和持续改进，制造商可以实现一致的螺纹质量、降低成本并提高整体生产效率。这种结构化方法可确保螺纹加工过程保持稳定并能够满足大批量生产环境中的质量要求。

常见问题解答

1. 在攻丝或铣削哪种工艺中，去除的材料量较少？

螺纹铣削也适用于小批量生产的情况。这主要是由于螺纹铣削无需更换刀具即可完成，而且还由于编程的灵活性。

2、不锈钢材料是攻丝好还是铣削好？

还建议在不锈钢加工过程中使用螺纹铣削，因为它可以防止攻丝过程中可能发生的加工硬化。

3. 我可以使用什么公式来计算工艺转换所节省的经济成本？

通过成本效益分析进行免费流程评估，找出转换流程的投资回报价值。

4、深孔螺纹加工这两种工艺哪一种精度更高？

数控铣削是深孔螺纹加工的首选方法，可提高排屑量、精度和丝锥断裂阻力。

5、如何平衡加工精度与成本？

通过这种方式，价值工程分析使我们能够在给定产品的成本和精度之间取得平衡。对于一般的连接螺纹，可以采用攻丝加工，但对于关键部件，建议采用铣削加工。

6.你们是否可以提供工艺测试和样品生产服务？

免费工艺测试和样品制作：协助客户验证实际加工并选择最佳工艺方案。

7、新工艺的引进需要哪些技术支持？

为了保证新工艺的正常运行，我们将为整个工艺提供技术支持。

8. 某种螺纹技术如何支持质量控制？

采用在线检测和SPC控制，建立了全方位的质量监控体系，确保螺纹质量稳定可靠。

概括

通过执行科学的工艺选择方法和加工管理系统，可以显着提高螺纹加工的质量和效率。凭借丰富的经验和相关专业知识，LS Manufacturing 能够为客户提供有效的流程解决方案。

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