（一）程序指令准备

华中数控系统攻螺纹循环指令G74/G84：

G74为左旋螺纹攻螺纹循环，当刀具以反转方式切削螺纹至孔底后，主轴正转返回R点平面或初始平面，最终加工出左旋的螺纹孔，如图5-22所示。

图5-22 G74左旋螺纹攻螺纹循环

G84为右旋螺纹攻螺纹循环，当刀具以正转方式切削螺纹至孔底后，主轴反转返回R点平面或初始平面，最终加工出右旋的螺纹孔，如图5-23所示。

图5-23 G84右旋螺纹攻螺纹循环

指令格式：G74/G84 X____Y____Z____R____P____K____F____

其中：P为刀具在孔底暂停时间，单位为ms，K为固定循环次数，其他参数意义见表5-13。

表5-13 攻螺纹循环指令参数意义

1）当主轴旋转状态由M03/M04/M05指定时，此时的攻螺纹为柔性攻螺纹，下列程序执行时即为柔性攻螺纹：

2）当主轴旋转状态用M29指定时，此时的攻螺纹为刚性攻螺纹。下列程序执行时即为刚性攻螺纹：

3）若增加Q参数项，即指令格式为

G74/G84 X____Y____Z____R____P____Q____K____F____，同时主轴旋转状态用M29指定，此时的攻螺纹为排屑式刚性攻螺纹，系统以间歇方式攻螺纹。

（二）螺纹孔的加工方法

在数控铣床上加工螺纹孔，通常采用两种加工方法，即攻螺纹和铣螺纹。在生产实践中，对于公称直径在M24以下的螺纹孔，一般采用攻螺纹方式完成螺孔加工；而对于公称直径在M24以上的螺纹孔，则通常采用铣螺纹方式完成螺孔加工。

1.攻螺纹

攻螺纹就是用丝锥在孔壁上切削出内螺纹，如图5-24所示。

（1）刚性攻螺纹从理论上讲，攻螺纹时机床主轴转一圈，丝锥在Z轴的进给量应等于它的螺距。如果数控铣床/加工中心的主轴转速与其Z轴的进给量总能保持这种同步成比例运动的关系，那么这种攻螺纹方法称为“刚性攻螺纹”。

图5-24 用丝锥攻螺纹

（2）柔性攻螺纹 当主轴转速与丝锥进给量没有严格的同步成比例运动关系，而是用可伸缩的攻螺纹夹头、可伸缩攻螺纹刀柄，靠装在攻螺纹夹头内部的弹簧对进给量进行补偿，以改善攻螺纹的精度，这种攻螺纹方法称为“柔性攻螺纹”，如图5-25所示。

对于主轴没有安装螺纹编码器的数控铣床/加工中心，此时主轴的转速和Z轴的进给量是独立控制的，可采用柔性攻螺纹方式加工螺纹孔，但加工精度较刚性攻螺纹低。

图5-25 可伸缩攻螺纹刀柄

为了提高生产率，通常选择耐磨性较好的丝锥（如硬质合金丝锥），在加工中心机床上一次完成螺孔加工。

2.铣螺纹

铣螺纹就是用螺纹铣刀在孔壁上切削内螺纹。其工作原理是：应用G03/G02螺旋插补指令，刀具沿工件表面切削，螺旋插补一周，刀具沿Z轴负向走一个螺距量。

随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工系统的出现，使更先进的螺纹加工方式———螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。例如，加工M40×2、M45×2、M48×2三种相同螺距的螺纹孔，一般情况下必须使用3个不同的刀柄、丝锥夹套、丝锥才能实现连续加工，而使用螺纹铣刀只用一把刀即可完成全部加工。此外，螺纹铣刀寿命是丝锥的十多倍甚至数十倍。由于螺纹铣削加工的上述优势，目前发达国家的大批量螺纹生产已广泛地采用了铣削工艺。(www.daowen.com)

铣螺纹刀具路径如图5-26所示。

图5-26 螺纹铣削刀具路径示意图

a）右旋螺纹 b）左旋螺纹

1）螺纹铣刀运动至孔深尺寸。

2）螺纹铣刀快速提升到螺纹深度尺寸，以90°或180°圆弧切入螺纹起始点。

3）螺纹铣刀绕螺纹轴线作X、Y方向圆弧插补运动，同时作平行于轴线的+Z向运动，即每绕螺纹轴线运动360°，沿+Z方向上升一个螺距，三轴联动的运行轨迹为一个螺旋线。

4）螺纹铣刀以圆弧从起始点（也是结束点）退刀。

5）螺纹铣刀快速退至工件安全平面，准备加工下一孔。

该加工过程包括内螺纹铣削和螺纹清根铣削，采用一把刀具一次完成，加工效率很高。

从图5-26中还可以看出，右旋内螺纹的加工是从里往外切削，左旋内螺纹的加工是从外向里切削，这主要是为了保证铣削时为顺铣、提高螺纹质量而设计的。

（三）螺纹孔的加工刀具

在生产实践中，加工螺纹孔常用以下几种刀具。

1.丝锥

丝锥是具有特殊槽，带有一定螺距的螺纹圆形刀具。加工中常用的丝锥有直槽和螺旋槽两大类，如图5-27所示。直槽丝锥容易加工、精度略低、产量较大，一般用于普通钻床及攻螺纹机的螺纹加工，切削速度较慢。螺旋槽丝锥多用于数控加工中心钻盲孔用，加工速度较快、精度高、排屑较好、对中性好。常用的丝锥材料有高速钢和硬质合金，现在工具厂提供的丝锥大都是涂层丝锥，较未涂层丝锥的使用寿命和切削性能都有很大的提高。

图5-27 丝锥

a）直槽丝锥 b）螺旋槽丝锥

2.整体式螺纹铣刀

从外形看，整体式螺纹铣刀很像是圆柱立铣刀与螺纹丝锥的结合体，如图5-28所示，但它的螺纹切削刃与丝锥不同，刀具上无螺旋升程，加工中的螺旋升程靠机床运动实现。由于这种特殊结构，使该刀具既可加工右旋螺纹，也可加工左旋螺纹，但不适于加工较大螺距的螺纹。

图5-28 整体式螺纹铣刀

常用的整体式螺纹铣刀可分为粗牙和细牙两种。出于对加工效率和刀具寿命的考虑，螺纹铣刀都采用硬质合金材料制造，并可涂覆各种涂层以适应特殊材料的加工需要。整体式螺纹铣刀适用于钢、铸铁和非金属材料的中小直径螺纹铣削，切削平稳，寿命长。其缺点是刀具制造成本较高，结构复杂，价格昂贵。

3.机夹螺纹铣刀

机夹螺纹铣刀的结构如图5-29所示，适用于加工较大直径（如D>26mm）的螺纹，这种刀具的特点是刀片易于制造，价格较低。有的螺纹刀片可双面切削，但抗冲击性能较整体式螺纹铣刀稍差。因此，这类刀具常推荐用于加工铝合金材料。

图5-29 机夹螺纹铣刀

4.螺纹钻铣刀

螺纹钻铣刀由头部的钻削部分、中间的螺纹铣削部分及切削刃根部的倒角刃三部分组成，如图5-30所示，钻削部分的直径就是刀具所能加工螺纹的底径。这类刀具通常用整体硬质合金制成，是一种加工中小直径内螺纹的高效加工刀具。螺纹钻铣刀可以一次完成钻螺纹底孔、孔口倒角和内螺纹的加工，减少了刀具使用数量，如图5-31所示。

图5-30 螺纹钻铣刀

图5-31 螺纹钻铣刀工作示意图