1 概述

    螺紋加工是生產(chǎn)流程的終端工序之一，螺紋加工中的質(zhì)量問(wèn)題有可能使之前已經(jīng)過(guò)昂貴加工過(guò)程的工件毀于一旦。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，要求實(shí)現(xiàn)快速、有效和可靠的螺紋加工。高效螺紋加工（High Performance Threading, HPT）是指在攻絲和螺紋成形加工時(shí)采用高效切削（HPC）技術(shù)，它需要考慮所有相關(guān)要素，而不僅僅只是刀具。在攻絲和螺紋成形加工中，為了退出刀具，機(jī)床主軸通常需要反轉(zhuǎn)，這就使能夠采用的切削速度受到限制。在引入高效螺紋加工（HPT）技術(shù)時(shí)，由于提高切削速度的作用受限，因此其他要素就變得更為重要。除了切削或成形刀具以外，還需要考慮螺紋加工原理、刀具夾頭與刀具夾持、加工工藝、冷卻潤(rùn)滑，以及更進(jìn)一步考慮加工過(guò)程的監(jiān)控和產(chǎn)品的檢測(cè)、計(jì)量和量具校準(zhǔn)。加工時(shí)間、輔助時(shí)間、安裝時(shí)間和檢測(cè)時(shí)間也必須予以考慮。只有將所有這些要素很好地組合到一起，才有可能實(shí)現(xiàn)高效螺紋加工。本文將對(duì)上述要素進(jìn)行評(píng)述，介紹成功實(shí)現(xiàn)高效螺紋加工并最終轉(zhuǎn)化為高盈利性螺紋加工的解決方案。

    2 高效螺紋加工

    高效切削已成為一個(gè)眾所周知的概念。但是，對(duì)于各種不同的切削工藝，高效切削的關(guān)注重點(diǎn)也有所不同。其中，螺紋加工是一種非常特殊的加工方式。本文試圖回答以下問(wèn)題：什么是高效螺紋加工？怎樣實(shí)現(xiàn)高效螺紋加工？高效螺紋加工有什么益處？

    高效螺紋加工意味著提高總的刀具加工效率（這里主要指單位時(shí)間加工的螺紋數(shù)量）。為了實(shí)現(xiàn)高效螺紋加工，當(dāng)然需要提高切削速度。但攻絲和螺紋成形加工通常需要機(jī)床主軸反轉(zhuǎn)以退出刀具，由于機(jī)床能力所限，這就限制了切削速度的提高幅度。因此，其他一些要素（如加工時(shí)間、輔助時(shí)間、安裝時(shí)間和檢測(cè)時(shí)間）就變得更為重要。

    高效螺紋加工還意味著加工質(zhì)量、避免報(bào)廢或?qū)⒎倒ぢ式抵磷畹停@就包括了螺紋檢測(cè)以及量具校準(zhǔn)。最后，還必須通過(guò)監(jiān)測(cè)螺紋加工過(guò)程，在各種問(wèn)題出現(xiàn)之前及時(shí)預(yù)測(cè)和防范，從而避免出現(xiàn)難以預(yù)見(jiàn)的非生產(chǎn)時(shí)間。為了成功地實(shí)現(xiàn)高效螺紋加工，就必須全面考慮螺紋加工的全過(guò)程。

    3 螺紋廓形與螺紋加工方法

    有許多種不同的螺紋廓形，包括外螺紋和內(nèi)螺紋。螺紋加工方法也很多，本文主要討論3種最重要的內(nèi)螺紋加工技術(shù)：攻絲、螺紋成形加工和螺紋銑削。這些加工方法的工藝特點(diǎn)如下：

    （1）攻絲加工：①有屑切削加工；②連續(xù)切削；③主軸反轉(zhuǎn)；④加工內(nèi)螺紋；⑤通過(guò)切削刃分層切削→螺旋拉削過(guò)程去除材料；⑥刀具材料主要為高性能高速鋼（HSS-E），有時(shí)也采用硬質(zhì)合金；⑦使用不涂層和涂層刀具；⑧適合加工材料：HSS-E刀具≤HRC55；硬質(zhì)合金刀具≤HRC63。

    （2）螺紋成形加工：①少屑加工；②分步（分層）成形加工；③主軸反轉(zhuǎn)；④加工內(nèi)螺紋；⑤通過(guò)材料轉(zhuǎn)移形成螺紋；⑥刀具材料主要為高性能高速鋼（HSS-E）有時(shí)也采用硬質(zhì)合金；⑦使用不涂層和涂層刀具；⑧適合加工材料：≤1200N/m2；破裂應(yīng)變≥8％。

    （3）螺紋銑削加工：①有屑切削加工；②斷續(xù)切削；③主軸不反轉(zhuǎn)；④加工內(nèi)、外螺紋；⑤通過(guò)三維碎屑去除材料；⑥刀具材料主要為硬質(zhì)合金，有時(shí)也采用HSS-E；⑦通常使用涂層刀具；⑧適合加工材料：硬質(zhì)合金刀具≤HRC60。

    4 螺紋銑削

    這是一種采用斷續(xù)切削方式的有屑切削方法。工件材料以一種三維螺旋插補(bǔ)方式被切除（形成短逗點(diǎn)狀切屑），內(nèi)螺紋和外螺紋均可加工。銑削螺紋時(shí)，主軸和刀具無(wú)需反轉(zhuǎn)。螺紋銑削的優(yōu)點(diǎn)之一是用一把刀具可以加工出幾種螺紋牙型。

    鉆銑加工是高效加工螺紋的一個(gè)例子。采用這種方法，可以只用一把刀具就完成鉆孔、倒角和螺紋銑削加工，從而可以縮短非加工輔助時(shí)間和換刀時(shí)間。鉆銑刀可用于加工鋁、鑄鋁和鑄鐵工件。

    必須指出，采用螺紋銑削工藝，還能實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)螺紋銑削加工。例如，用一把H型圓周鉆銑刀（ZBGF H）可以在硬度為HRC58的硬材料上加工出螺紋（對(duì)于熱處理后的工件上遺漏的螺紋是一種非常完美的補(bǔ)救方法）。

    當(dāng)然，螺紋銑削也有一些需要解決的問(wèn)題，如牙型補(bǔ)償、加工編程，以及加工循環(huán)內(nèi)外需要專門考慮的一些問(wèn)題。

    螺紋銑削的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以去除在螺孔始點(diǎn)和終點(diǎn)處的不完整螺紋。

    為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，螺紋鉆銑刀還可以與一種以點(diǎn)（或端部）確定相位的刀具組合使用。這種模塊化系統(tǒng)（Mosys）刀具可以通過(guò)一次操作加工出復(fù)雜的孔/螺紋/倒角組合結(jié)構(gòu)。

    5 攻絲

    攻絲是一種連續(xù)切削、有屑切削的螺紋加工方式。工件材料通過(guò)徑向尺寸遞增的切削齒被次第切除，這就意味著攻絲是一種螺旋拉削加工方式。

    絲錐通常用熔煉高速鋼或粉末冶金高速鋼（HSS-E）制造。在某些情況下，絲錐材料也可以采用硬質(zhì)合金。攻絲可用于加工硬度在HRC63以下的工件材料。絲錐螺旋槽的旋向?qū)Φ毒哂泻艽笥绊懀Q于是加工通孔螺紋還是盲孔螺紋，加工通孔時(shí)采用左旋槽，加工盲孔時(shí)采用右旋槽（加工右旋螺紋）。通常，每種槽型都會(huì)形成幾種切屑卷。切屑在排屑槽中的流動(dòng)方向與刀具進(jìn)給方向一致或相反。切削力和排屑槽的方向?qū)⒁鸩煌姆醋饔昧Γ瑢⒌毒呃肟字谢蜃柚沟毒咔斑M(jìn)。絲錐夾頭應(yīng)該對(duì)這些力予以補(bǔ)償。

    攻絲作為一種完整的加工過(guò)程，需要考慮以下參數(shù)及其相互作用：工件材料、刀具材料、刀具幾何形狀、加工工藝、刀柄與機(jī)床、涂層與冷卻/潤(rùn)滑。如果修改其中一項(xiàng)參數(shù)，就會(huì)引起其他參數(shù)的連帶變化，因此需要對(duì)這些參數(shù)也進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。尤其對(duì)于攻絲而言，不恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整加工參數(shù)可能會(huì)降低螺紋加工性能和/或縮短刀具壽命。攻絲與其他加工方式不同，它只有一個(gè)（僅在一定范圍內(nèi)）可選擇的切削參數(shù)（即切削速度Vc）。因此，所有其他參數(shù)都必須集成到刀具之中，以使刀具適合特定的加工要求。由于攻絲加工范圍廣泛、要求各異，為了達(dá)到最佳切削性能，就需要分別設(shè)計(jì)各種不同的絲錐。

    因此，絲錐應(yīng)根據(jù)具體的加工要求來(lái)設(shè)計(jì)和制造。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)需要選擇相應(yīng)的絲錐特性。絲錐通常選用不同的粉末冶金高速鋼（HSS-E）牌號(hào)制造，這些材料可實(shí)現(xiàn)硬度、高紅硬性、耐磨性和拉伸強(qiáng)度的最佳組合，尤其對(duì)于盲孔攻絲來(lái)說(shuō)，由于絲錐需要在反轉(zhuǎn)時(shí)切除切屑，因此對(duì)材料性能要求很高。絲錐的熱處理方式取決于所用的高速鋼牌號(hào)和刀具用途，它是絲錐制造達(dá)到質(zhì)量要求必不可少的工序。

    絲錐的幾何形狀應(yīng)根據(jù)工件材料來(lái)設(shè)計(jì)，不僅要考慮前角，還要考慮后角。與許多其他刀具不同的是，螺紋牙型本身就是刀具幾何形狀的一部分。絲錐螺旋槽的螺旋角對(duì)于切屑流的控制至關(guān)重要。絲錐所用涂層也會(huì)影響切屑流，同時(shí)還會(huì)對(duì)積屑瘤的產(chǎn)生以及切削熱在工件、切屑和刀具之間的傳導(dǎo)產(chǎn)生影響

    在高速攻絲加工中，溫度的控制變得更為重要。通常，絲錐和螺紋成形刀具的涂層采用PVD工藝涂覆，該工藝的沉積溫度低于高速鋼材料的退火溫度。

    攻絲加工實(shí)例：在立式CNC加工中心上，用德國(guó)EMUGE公司帶內(nèi)冷卻最小量潤(rùn)滑（MQL）功能的柔性同步攻絲夾頭和EMUGE Rekord 2A-S型TiCN涂層絲錐，以60m/min的切削速度，在鑄鐵（GGG40）制動(dòng)零件上加工M14-6GX螺紋。

    6 螺紋成形加工

    螺紋成形（滾壓成形）是一種少屑加工工藝。螺紋牙型是通過(guò)在多次滾壓成形過(guò)程中，工件材料發(fā)生位移而形成的。一般來(lái)說(shuō)，所有成型性優(yōu)良的工件材料（通常指拉伸強(qiáng)度小于1200N/mm2、斷裂伸長(zhǎng)率大于8％的材料）基本上都可以利用該方法加工螺紋。

    螺紋成形加工通常可以提供比攻絲加工質(zhì)量更好的螺紋表面，并能避免排屑問(wèn)題。因此，它尤其被推薦用于深盲孔和小直徑孔的螺紋加工。在螺紋成形加工中，必須嚴(yán)格控制預(yù)孔的孔徑。即使孔徑出現(xiàn)很小的差異，也會(huì)導(dǎo)致刀具因螺紋過(guò)度成形而發(fā)生破損。

    BMBF的“干切削”研發(fā)項(xiàng)目證明了對(duì)鑄鋁材料（GK-AlSi9Cu3）進(jìn)行滾壓成形加工的可能性。通過(guò)對(duì)各種潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑劑供液系統(tǒng)的對(duì)比研究，得出的結(jié)論是：潤(rùn)滑劑對(duì)滾壓成形加工具有很大影響。采用最小量潤(rùn)滑（MQL）內(nèi)冷卻滾壓絲錐，可使加工扭矩值減小到與采用水基冷卻液幾乎相同的水平（僅為干切削扭矩值的1/3）。該項(xiàng)研究表明，在螺紋成形加工中，也有可能用MQL技術(shù)替代澆注冷卻方式。

    螺紋成形加工實(shí)例：在臥式CNC加工中心上，用EMUGE公司的內(nèi)冷卻（20巴水基冷卻液）柔性同步攻絲夾頭和EMUGE 2 Drück-S-?L-IKZ-TIN-T1滾壓成形絲錐，以30m/min的切削速度，在拉桿（材料為42CrMo4V）上加工M14×1.5-7GX螺紋。

    7 同步攻絲（剛性攻絲）

    同步攻絲加工是指通過(guò)數(shù)控方式使刀具和機(jī)床主軸的軸向運(yùn)動(dòng)（通常比較慢）與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（通常比較快）保持同步，從而使螺紋的螺距線始終保持在刀具切削刃的任一部分上。這種螺距運(yùn)動(dòng)的精確性減少了發(fā)生螺紋漏切的可能性（該現(xiàn)象常常被認(rèn)為是直徑過(guò)大，但實(shí)際上是螺距中斷）。不過(guò)，必須對(duì)加工運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，如果在軸向運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間存在哪怕極其微小的不同步，也會(huì)產(chǎn)生對(duì)刀具影響極大的軸向力。這種軸向力將會(huì)引起更大的螺紋側(cè)面摩擦力，并加快刀具磨損，使其更容易失效。

    相當(dāng)大的軸向力是由初始攻絲階段（開(kāi)始切削時(shí)）逐漸產(chǎn)生的切削力引起的，而且在切削過(guò)程中不會(huì)消失；主軸超速和同步攻絲循環(huán)的固有誤差也會(huì)引起這種軸向力。EMUGE公司的柔性同步攻絲夾頭能夠?qū)@種軸向載荷進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)際上它基本上是一種剛性攻絲夾頭，但具有在±0.5mm范圍內(nèi)進(jìn)行最小長(zhǎng)度補(bǔ)償（壓縮或拉伸）的功能，可以補(bǔ)償主軸超速和同步攻絲固有誤差引起的軸向力。

    柔性同步攻絲夾頭的作用就像位于機(jī)床主軸與絲錐之間的一個(gè)阻尼元件，用于彌補(bǔ)螺距的差異，將過(guò)大的軸向力和螺紋切削誤差減小到最低限度。它有助于高效螺紋加工的其他功能還包括：與采用剛性?shī)A頭類似的高徑跳精度；通過(guò)彈簧夾頭或具有方形配合面的PGR夾頭牢固夾緊絲錐的能力。

    柔性同步攻絲夾頭還適用于其主軸具有內(nèi)部供液功能的機(jī)床。通過(guò)內(nèi)部通道輸送的冷卻液（壓力可達(dá)50巴）從絲錐上的軸向開(kāi)孔或沿排屑槽開(kāi)的孔中噴出，可將切屑通過(guò)螺紋孔沖出，同時(shí)達(dá)到最佳潤(rùn)滑效果，從而大大提高加工效率。

    不過(guò)，同步攻絲加工也意味著，在整個(gè)攻絲過(guò)程中，切削速度是變化的，而且也不可能達(dá)到最大切削速度。由于其滑座的質(zhì)量慣性和控制器速度各不相同，每臺(tái)機(jī)床都有自己特定的阻尼動(dòng)態(tài)特性。因此，由于需要加工的螺紋深度不同，切削速度也始終在變化。此外，與加工通孔相比，加工盲孔時(shí)主軸需要更早開(kāi)始減速。

    8 高效螺紋加工的刀具夾持

    PowRgrip系統(tǒng)是一種極其精確的絲錐夾持方式（對(duì)于高效螺紋加工尤其如此）。它采用一種機(jī)械夾緊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大夾緊力、高徑跳精度，并具有用同一個(gè)夾頭夾持不同尺寸刀具的能力。這種夾持系統(tǒng)由一個(gè)刀柄、高精密彈簧夾頭，以及一臺(tái)用于將彈簧夾頭和刀具插入刀柄的小巧機(jī)械裝置組成。該裝置將彈簧夾頭插入刀柄的作用力超過(guò)6噸，所產(chǎn)生的夾緊力與熱裝夾頭不相上下，而且對(duì)小尺寸刀具沒(méi)有限制，也不存在使用高溫?zé)嵫b系統(tǒng)時(shí)的危險(xiǎn)性。公差為h9的絲錐柄能夠毫無(wú)問(wèn)題地夾緊，更換刀具只需幾秒鐘。還應(yīng)該指出，這種PGR夾緊裝置用于夾緊其他一些刀具（如鉆頭和立銑刀）時(shí)，效果也非常好。利用一個(gè)非常簡(jiǎn)單、易于使用的裝置，就能對(duì)刀具的長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)調(diào)。

    9 高速攻絲

    采用攻絲附件裝置是實(shí)現(xiàn)高速攻絲的一種有效解決方案。一般來(lái)說(shuō)，采用該方法可以省略長(zhǎng)度補(bǔ)償攻絲夾頭（其中集成了機(jī)床主軸的反轉(zhuǎn)功能）。攻絲附件裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在全螺紋深度上穩(wěn)定地進(jìn)行高速攻絲。通過(guò)取消長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置，可有效實(shí)現(xiàn)絲錐的反轉(zhuǎn)。攻絲附件裝置適用于M4－M20螺紋的高速加工。根據(jù)螺紋尺寸的大小，可采用1500－3000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工。該裝置具有內(nèi)冷卻供液功能（冷卻液最大壓力50巴）。刀具用彈簧夾頭夾持。

    攻絲附件裝置的攻絲操作步驟與采用常規(guī)的補(bǔ)償夾頭或同步主軸攻絲時(shí)的操作步驟類似。不過(guò)，一個(gè)公認(rèn)的差別是，這種攻絲方法是以恒定的切削速度來(lái)加工整個(gè)螺紋深度，因此，其切削條件始終保持恒定。這不僅對(duì)切削/滾壓絲錐的加工狀態(tài)有利，而且還可以避開(kāi)有可能產(chǎn)生積屑瘤的切削速度范圍。

    EMUGE公司的SWITCH-MASTER攻絲附件裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

    ①可顯著縮短攻絲循環(huán)時(shí)間和加工輔助時(shí)間，降低加工成本；②恒定的切削速度可提供更長(zhǎng)的刀具壽命；③可減輕機(jī)床的磨損和破損，節(jié)省機(jī)床維修費(fèi)用和購(gòu)置成本；④恒定的功率消耗可以節(jié)約能源。

    旋轉(zhuǎn)方向的改變是通過(guò)外部輔助氣動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其優(yōu)點(diǎn)是：①齒輪換向時(shí)絲錐不會(huì)產(chǎn)生軸向晃動(dòng)；②可使作用于絲錐螺紋側(cè)面的軸向力降至最小；③無(wú)論主軸轉(zhuǎn)速和螺紋螺距如何，都可以通過(guò)一個(gè)接近傳感器，以極高的精度確定齒輪的換向點(diǎn)。該功能可確保非常精確地加工出螺紋深度；④由于齒輪換向路徑較短，工件與絲錐之間的安全距離也可以縮短，從而能縮短攻絲循環(huán)時(shí)間；⑤旋轉(zhuǎn)方向的快速變換可減小齒輪換向零件的磨損；⑥采用全油浴潤(rùn)滑提供了平穩(wěn)和低磨損的運(yùn)行環(huán)境；⑦攻絲附件裝置的軸向與徑向運(yùn)動(dòng)是彼此完全分開(kāi)的，從而可以防止冷卻液相互滲漏問(wèn)題；⑧止動(dòng)夾具可以保護(hù)攻絲附件裝置，防止可能發(fā)生的扭曲，并起到傳遞輔助能量的作用。一旦止動(dòng)夾具與機(jī)床類型完全符合，就允許進(jìn)行自動(dòng)換刀；⑨使用條件：適用于帶電主軸的CNC數(shù)控機(jī)床；螺紋加工范圍：M4－M12；最大轉(zhuǎn)速：3,000r/min；適用于右手螺紋加工（左手螺紋加工功能可選）；適用主軸型式：通過(guò)該裝置的標(biāo)準(zhǔn)（DIN 1835 B+E）直柄接口（直徑25mm），HSK、BT和CAT刀柄可以適用于該裝置的攻絲加工；內(nèi)冷卻供液壓力：50巴，可選配最小量潤(rùn)滑（MQL）功能。

    10 最小量潤(rùn)滑（MQL）攻絲

    對(duì)于許多加工來(lái)說(shuō)，內(nèi)冷卻供液方式非常有益。內(nèi)冷卻絲錐有兩種基本設(shè)計(jì)型式：一種是用于盲孔攻絲的IKZ型（內(nèi)冷卻孔直接通過(guò)絲錐中心）；另一種是用于通孔攻絲的IKZN型（內(nèi)冷卻孔通過(guò)絲錐中心，但出口位于排屑槽中）。

    對(duì)于MQL攻絲，還有一個(gè)額外要求。機(jī)床主軸與MQL攻絲夾頭、攻絲夾頭與刀具之間的轉(zhuǎn)換接口必須避免空氣阻抗和MQL氣霧分離。從液氣混合點(diǎn)到靠近刀具切削刃的出口，氣霧必須在封閉的管道中流動(dòng)。為了對(duì)公差進(jìn)行補(bǔ)償，接口處必須配備彈簧加載管，以確保氣霧能不間斷、無(wú)阻抗地流動(dòng)。

    11 加工過(guò)程監(jiān)控

    在高效切削（HPC）攻絲或螺紋成形加工中，除了螺紋加工本身以外，對(duì)加工過(guò)程的監(jiān)控也非常重要。采用加工過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有助于在各種問(wèn)題發(fā)生之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)防，從而縮短機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間；刀具可以使用到其實(shí)際壽命終結(jié)為止，而不必按預(yù)設(shè)的螺紋加工數(shù)換刀；即便是難度較大的加工，操作者也無(wú)需全時(shí)值守，從而使一人照管多臺(tái)機(jī)床乃至“熄燈生產(chǎn)”成為可能。

    EMUGE公司的DDU系統(tǒng)在攻絲夾頭上內(nèi)置有一個(gè)傳感器，通過(guò)將探測(cè)到的加工功率和數(shù)據(jù)輸出變化傳送到非接觸式信號(hào)接收器，就能同時(shí)、實(shí)時(shí)地檢測(cè)出攻絲扭矩和軸向力。該系統(tǒng)還可以探測(cè)刀具的破損或缺失、預(yù)孔缺失、螺紋深度不完整等缺陷，它還能檢測(cè)加工過(guò)程中逐漸增大的刀具磨損，從而使準(zhǔn)確預(yù)測(cè)刀具壽命，以及將刀具使用到壽命終結(jié)（刀具破損之前）成為可能。這樣就能縮短非加工時(shí)間，而這正是高效加工螺紋的重要組成部分。

    DDU系統(tǒng)還可以對(duì)每一次螺紋加工的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和歸檔，這一功能對(duì)于保證加工質(zhì)量非常有用。每一次螺紋加工都各不相同，通過(guò)對(duì)一把新刀進(jìn)行首次測(cè)量，可以區(qū)分這種差異。然后，可以對(duì)刀具加工螺紋過(guò)程中產(chǎn)生的軸向力和切削扭矩進(jìn)行觀測(cè)和監(jiān)控，隨著切削力的增大，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)刀具的磨損狀況。

    12 螺紋的檢測(cè)

    ISO 9000系列質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施增加了檢測(cè)和驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。在螺紋加工中，這項(xiàng)工作包括對(duì)已加工螺紋的檢測(cè)，以及對(duì)使用過(guò)的螺紋量規(guī)的測(cè)量與校準(zhǔn)。

    需要檢測(cè)的一些螺紋參數(shù)包括：①螺距；②螺紋中徑；③小徑；④大徑；⑤同心度；⑥錐度；⑦牙型角。

    內(nèi)螺紋的測(cè)量可以采用多種方法，如三點(diǎn)測(cè)量法。該方法使用一個(gè)安裝在長(zhǎng)度測(cè)量裝置上的雙頭球形測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。被測(cè)距離ΔL是測(cè)頭位置1到2的距離與1到3的距離的算術(shù)平均值。所有3個(gè)接觸點(diǎn)是否全都位于同一圓柱面（螺紋軸線）上并不重要。假如能完全對(duì)準(zhǔn)螺紋軸線，兩點(diǎn)測(cè)量法（只需觸測(cè)1和2兩點(diǎn)）也能滿足測(cè)量要求。M是測(cè)頭上兩端測(cè)球的中心距（測(cè)頭常數(shù)）。利用一些公式對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，就能確定螺紋中徑。計(jì)算時(shí)，需要考慮測(cè)球直徑、螺紋廓形，乃至測(cè)球在測(cè)力作用下的變形量等。這樣測(cè)得的只是螺紋中徑，為了獲得螺紋的小徑、大徑、同心度或螺紋廓形等，還需要進(jìn)行其他測(cè)量。

    在實(shí)際生產(chǎn)中，一種更快捷、更實(shí)用的內(nèi)螺紋檢測(cè)方法是采用螺紋量規(guī)（通止規(guī)）。螺紋量規(guī)可以快速、簡(jiǎn)便地檢測(cè)和評(píng)估各種螺紋參數(shù)（如螺距、直徑、廓形、同心度、錐度等），從而確保后續(xù)裝配工序中零件的配合精度，避免因螺紋質(zhì)量缺陷而延長(zhǎng)裝配工序的非生產(chǎn)時(shí)間。

    13 螺紋量規(guī)的校準(zhǔn)

    只有使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的螺紋量規(guī)，才能保證螺紋檢測(cè)的有效性。已磨損或因其他原因不準(zhǔn)確的量規(guī)會(huì)造成對(duì)螺紋質(zhì)量的誤判。按預(yù)定周期對(duì)量規(guī)進(jìn)行校驗(yàn)可以保證檢測(cè)結(jié)果的正確性。校驗(yàn)方式不僅包括對(duì)量規(guī)進(jìn)行測(cè)量，還包括與更高層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)。

    為了實(shí)現(xiàn)螺紋量規(guī)的校準(zhǔn)，一個(gè)非常重要的前提條件是擁有連續(xù)傳遞的溯源路徑。測(cè)量的溯源性是指通過(guò)一個(gè)或多個(gè)量值傳遞層級(jí)，將一個(gè)相關(guān)測(cè)量的被測(cè)值與相應(yīng)的國(guó)家基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)。在每一個(gè)層級(jí)，都要將測(cè)量?jī)x器與不確定性偏差更小、屬于更高層級(jí)的測(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)。測(cè)量基準(zhǔn)的層級(jí)越高，其測(cè)量的不確定性就越小。一般的經(jīng)驗(yàn)法則是：上一級(jí)測(cè)量基準(zhǔn)的不確定性約為下一級(jí)測(cè)量基準(zhǔn)不確定性的1/3。量值傳遞層級(jí)的一個(gè)示例：第一層級(jí)為國(guó)家基準(zhǔn)（如德國(guó)的PTB或美國(guó)的NIST）；第二層級(jí)為認(rèn)證校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)；第三層級(jí)為企業(yè)的工具室基準(zhǔn)；第四層級(jí)為車間基準(zhǔn)。量規(guī)和測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)通常是在獨(dú)立的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。利用相關(guān)的軟件，可以對(duì)量規(guī)的校準(zhǔn)周期、測(cè)量結(jié)果等進(jìn)行有效的跟蹤管理。

    14 小結(jié)

    高效螺紋加工并不只是需要提高切削速度，而是必須對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。必須采用合適的HPT刀具，并與恰當(dāng)?shù)牡毒邘缀涡螤睢⑼繉印⒗鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)床參數(shù)等相結(jié)合；此外，還必須對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行精確檢測(cè)。簡(jiǎn)言之，為了實(shí)現(xiàn)高效螺紋加工，必須遵循以下10條原則：

    （1）根據(jù)加工任務(wù)選擇最佳螺紋加工方案（攻絲/滾壓成形/螺紋銑削）；

    （2）根據(jù)工件材料和加工要求，采用恰當(dāng)?shù)牡毒卟牧虾蛶缀涡螤睿?/p>

    （3）選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)；

    （4）選用合適的絲錐夾頭和刀具夾持方式；

    （5）選擇符合加工要求的刀具涂層；

    （6）確保工件安裝正確，機(jī)床剛度足夠；

    （7）考慮適用的冷卻潤(rùn)滑方式（澆注式冷卻/MQL/高壓內(nèi)冷卻）；

    （8）使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的螺紋量規(guī)檢測(cè)螺紋；

    （9）采用加工過(guò)程監(jiān)控；

    （10）確保所有選擇功能的正確組合（例如：MQL潤(rùn)滑+MQL夾頭+MQL絲錐）。