請問什么是“剛性攻絲”？其原理是什么？

來源：發(fā)布時間：2025-09-19

一、剛性攻絲的原理：主軸與進(jìn)給的 “同步”傳統(tǒng)攻絲依賴 “浮動夾頭” 補(bǔ)償主軸與進(jìn)給的不同步（如主軸轉(zhuǎn) 1 圈，進(jìn)給軸移動量略大于或小于螺距時，夾頭通過彈性形變吸收誤差），但精度較低（螺紋中徑誤差可達(dá) ±0.03mm）。

剛性攻絲的本質(zhì)是通過CNC 系統(tǒng)的 “主軸位置閉環(huán)控制”，實現(xiàn) “主軸旋轉(zhuǎn)角度” 與 “Z 軸進(jìn)給量” 的嚴(yán)格匹配：

當(dāng)加工螺距為P的螺紋時（如 M10×1.5，螺距P=1.5mm），系統(tǒng)確保：

主軸每旋轉(zhuǎn) 1 圈（360°），Z 軸精確進(jìn)給 1.5mm，兩者的運(yùn)動誤差控制在 0.001mm 以內(nèi)（現(xiàn)代 CNC 系統(tǒng)同步精度可達(dá) ±0.0005mm）。實現(xiàn)方式：

主軸內(nèi)置 “位置編碼器”（如 1024 線編碼器），實時反饋旋轉(zhuǎn)角度；CNC 系統(tǒng)根據(jù)編碼器信號，動態(tài)調(diào)整 Z 軸進(jìn)給速度，確保 “旋轉(zhuǎn) - 進(jìn)給” 的比例嚴(yán)格等于螺距（P= 進(jìn)給量 / 旋轉(zhuǎn)圈數(shù)）。二、剛性攻絲的關(guān)鍵技術(shù)條件主軸必須具備 “位置控制模式”

傳統(tǒng)主軸能控制轉(zhuǎn)速（速度模式），無法精確控制旋轉(zhuǎn)角度；剛性攻絲需主軸支持 “位置模式”（如 Fanuc 的串行主軸、Siemens 的矢量主軸），可通過 CNC 指令精確控制旋轉(zhuǎn)角度（如指定主軸旋轉(zhuǎn) 180° 即停止）。CNC 系統(tǒng)需內(nèi)置 “剛性攻絲同步算法”

系統(tǒng)實時比較 “主軸實際旋轉(zhuǎn)角度” 與 “理論應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度”（根據(jù) Z 軸進(jìn)給量計算），通過 “前饋控制” 調(diào)整 Z 軸進(jìn)給速度，補(bǔ)償同步誤差（如主軸因負(fù)載波動轉(zhuǎn)速瞬時降低時，Z 軸立即減速，保持比例不變）。刀具與主軸的連接必須 “剛性”

取消浮動夾頭，刀具（絲錐）通過剛性刀柄（如 BT40 攻絲刀柄）直接與主軸連接，確保 Z 軸進(jìn)給力 100% 傳遞到絲錐，無間隙或彈性形變（否則會破壞同步關(guān)系）。三、剛性攻絲的優(yōu)勢與適用場景相比傳統(tǒng)浮動攻絲，剛性攻絲的優(yōu)勢體現(xiàn)在 “精度、效率、適應(yīng)性” 三方面：

螺紋精度高

螺紋中徑、牙型角誤差可控制在 ±0.01mm 以內(nèi)（傳統(tǒng)浮動攻絲為 ±0.03mm），適合精密配合螺紋（如模具定位孔的 M8×1 螺紋，需與螺栓無間隙配合）。加工效率提升無需浮動夾頭的 “預(yù)緊 - 補(bǔ)償” 過程，攻絲速度可提高 30%-50%（如鋼件攻絲速度從 100r/min 提升至 150r/min）；退刀時主軸反轉(zhuǎn)與 Z 軸同步退回，避免傳統(tǒng)攻絲的 “先停主軸再退刀” 步驟，單件工時縮短 10%-20%。適配范圍廣可加工硬材料（如 45 鋼、不銹鋼）：剛性連接能傳遞更大扭矩，避免絲錐打滑（浮動夾頭在硬材料中易出現(xiàn) “空轉(zhuǎn)”）；可加工深孔螺紋（如螺紋深度＞5 倍直徑）：同步精度確保全程螺紋一致性，避免底部螺紋亂牙。四、剛性攻絲的編程與參數(shù)設(shè)置典型編程格式（Fanuc 系統(tǒng)為例）

使用G84 剛性攻絲循環(huán)，指令格式：plaintextG84 X__ Y__ Z__ R__ P__ F__ ;

X、Y：螺紋孔位置坐標(biāo)；Z：螺紋孔底深度；R：攻絲起始位置（從 R 到 Z 為螺紋有效長度）；P：螺紋底部暫停時間（0.1-1 秒，排屑用）；F：進(jìn)給速度（= 主軸轉(zhuǎn)速 × 螺距，如 S1000r/min、P1.5mm，則 F=1000×1.5=1500mm/min）。關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置主軸與 Z 軸同步增益（如 Fanuc 參數(shù) 5280）：設(shè)置同步控制的響應(yīng)速度，增益過高會導(dǎo)致振動，過低會降低同步精度；剛性攻絲回退速度（如參數(shù) 5281）：設(shè)定退刀時的同步比例（通常與進(jìn)刀相同，確保螺紋牙型完整）；主軸位置反饋補(bǔ)償（如參數(shù) 5003）：校準(zhǔn)編碼器信號與實際旋轉(zhuǎn)角度的偏差（誤差需＜0.01°）?？偨Y(jié)剛性攻絲的是 **“主軸旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給軸移動的同步”**，通過 CNC 系統(tǒng)的精密控制和剛性連接，實現(xiàn)高精度、高效率的螺紋加工。其原理突破了傳統(tǒng)浮動攻絲的 “被動補(bǔ)償” 模式，轉(zhuǎn)為 “主動控制同步”，是現(xiàn)代數(shù)控加工中精密螺紋的主流加工方式，尤其適合汽車、模具、航空航天等對螺紋精度要求高的領(lǐng)域。編輯分享剛性攻絲在加工過程中可能會遇到哪些問題？剛性攻絲和柔性攻絲有什么區(qū)別？如何設(shè)置CNC系統(tǒng)的參數(shù)以實現(xiàn)剛性攻絲？

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