請問什么是“剛性攻絲”？其原理是什么？

來源：發布時間：2025-09-19

一、剛性攻絲的原理：主軸與進給的 “同步”傳統攻絲依賴 “浮動夾頭” 補償主軸與進給的不同步（如主軸轉 1 圈，進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 ±0.03mm）。

剛性攻絲的本質是通過CNC 系統的 “主軸位置閉環控制”，實現 “主軸旋轉角度” 與 “Z 軸進給量” 的嚴格匹配：

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

主軸每旋轉 1 圈（360°），Z 軸精確進給 1.5mm，兩者的運動誤差控制在 0.001mm 以內（現代 CNC 系統同步精度可達 ±0.0005mm）。實現方式：

主軸內置 “位置編碼器”（如 1024 線編碼器），實時反饋旋轉角度；CNC 系統根據編碼器信號，動態調整 Z 軸進給速度，確保 “旋轉 - 進給” 的比例嚴格等于螺距（P= 進給量 / 旋轉圈數）。二、剛性攻絲的關鍵技術條件主軸必須具備 “位置控制模式”

傳統主軸能控制轉速（速度模式），無法精確控制旋轉角度；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 指令精確控制旋轉角度（如指定主軸旋轉 180° 即停止）。CNC 系統需內置 “剛性攻絲同步算法”

系統實時比較 “主軸實際旋轉角度” 與 “理論應旋轉角度”（根據 Z 軸進給量計算），通過 “前饋控制” 調整 Z 軸進給速度，補償同步誤差（如主軸因負載波動轉速瞬時降低時，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 軸進給力 100% 傳遞到絲錐，無間隙或彈性形變（否則會破壞同步關系）。三、剛性攻絲的優勢與適用場景相比傳統浮動攻絲，剛性攻絲的優勢體現在 “精度、效率、適應性” 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（傳統浮動攻絲為 ±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 “預緊 - 補償” 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）；退刀時主軸反轉與 Z 軸同步退回，避免傳統攻絲的 “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 “空轉”）；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設置典型編程格式（Fanuc 系統為例）

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

X、Y：螺紋孔位置坐標；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：進給速度（= 主軸轉速 × 螺距，如 S1000r/min、P1.5mm，則 F=1000×1.5=1500mm/min）。關鍵參數設置主軸與 Z 軸同步增益（如 Fanuc 參數 5280）：設置同步控制的響應速度，增益過高會導致振動，過低會降低同步精度；剛性攻絲回退速度（如參數 5281）：設定退刀時的同步比例（通常與進刀相同，確保螺紋牙型完整）；主軸位置反饋補償（如參數 5003）：校準編碼器信號與實際旋轉角度的偏差（誤差需＜0.01°）。總結剛性攻絲的是 **“主軸旋轉與進給軸移動的同步”**，通過 CNC 系統的精密控制和剛性連接，實現高精度、高效率的螺紋加工。其原理突破了傳統浮動攻絲的 “被動補償” 模式，轉為 “主動控制同步”，是現代數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別？如何設置CNC系統的參數以實現剛性攻絲？

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