甚麼是無屑絲攻？探索現代機械加工中的高效螺紋加工利器

一、無屑絲攻的基本概念

在現代機械加工領域中，螺紋加工是一項基礎而重要的工序。而無屑絲攻（又稱擠壓絲攻或成型絲攻）正是近年來廣受歡迎的螺紋加工工具。與傳統的切削式絲攻不同，無屑絲攻採用特殊的設計原理，在加工過程中不產生切屑，而是透過金屬的塑性變形來形成螺紋。

這種創新的加工方式不僅提高了生產效率，還能獲得更高品質的螺紋表面。對於許多製造業者來說，無屑絲攻已經成為提升產品品質和降低生產成本的重要選擇。無論您是機械加工的專業人士，還是對這項技術感興趣的初學者，了解無屑絲攻的特性都將對您的工作大有助益。

二、無屑絲攻的工作原理

無屑絲攻的核心原理在於「擠壓成型」而非「切削加工」。當無屑絲攻旋入預鑽孔時，其特殊設計的刃部會對孔壁材料施加壓力，使金屬材料產生塑性流動，進而在孔壁上形成螺紋的牙型。這個過程完全不會產生切屑，因此得名「無屑絲攻」。

具體來說，無屑絲攻的工作過程可以分為以下幾個階段：

1. 擠壓階段：絲攻的前端刃部首先接觸孔壁，開始對材料施加徑向壓力。
2. 變形階段：在壓力作用下，材料發生塑性變形，金屬被推擠到螺紋溝槽中。
3. 成型階段：隨著絲攻的旋轉深入，完整的螺紋牙型逐漸成形。
4. 光整階段：絲攻的後續部分對已成型的螺紋進行光整和定型。

這種擠壓成型的方式使得無屑絲攻加工出的螺紋表面更加光滑，金屬纖維保持連續性，從而提高了螺紋的強度和耐用性。

三、無屑絲攻與傳統絲攻的差異

要真正理解無屑絲攻的價值，我們需要將它與傳統的切削式絲攻進行比較。兩者在多個方面存在顯著差異：

從表格中可以看出，無屑絲攻在多個關鍵指標上都優於傳統絲攻。然而，這並不意味著無屑絲攻適用於所有情況，選擇何種絲攻仍需根據具體的加工條件和材料特性來決定。

四、無屑絲攻的優勢與特點

無屑絲攻之所以在工業界受到青睞，主要歸功於其獨特的優勢：

1. 無切屑產生，清潔環保

由於無屑絲攻採用擠壓方式加工，整個過程中不會產生任何切屑。這不僅讓工作環境更加清潔，也免去了清理切屑的麻煩。特別是在深孔或盲孔加工時，傳統絲攻產生的切屑容易堆積並導致斷刀，而無屑絲攻完全避免了這個問題。

2. 螺紋強度更高

透過擠壓成型，無屑絲攻加工的螺紋保持了金屬纖維的連續性，不會像切削加工那樣切斷金屬纖維。這使得螺紋的抗拉強度和疲勞強度都得到顯著提升，通常可提高15-30%。

3. 表面品質優異

無屑絲攻加工的螺紋表面非常光滑，粗糙度可達Ra 0.4-0.8μm，遠優於切削式絲攻。光滑的表面不僅美觀，還能減少應力集中，提高螺紋連接的可靠性。

4. 工具壽命長

由於沒有切削作用，無屑絲攻的磨損速度較慢，工具壽命通常是傳統絲攻的2-5倍。這意味著更低的工具更換頻率和更高的生產效率。

5. 加工效率高

無屑絲攻可以使用較高的加工轉速，而且由於不需要排屑，整個加工過程更加順暢，大幅縮短了單件加工時間。

6. 適合批量生產

在自動化生產線上，無屑絲攻的穩定性和高效率使其成為理想選擇，特別適合大批量、高精度的螺紋加工需求。

五、無屑絲攻的適用材料

雖然無屑絲攻優勢明顯，但並非適用於所有材料。了解其適用範圍對於正確使用至關重要。

最適合的材料：

• 低碳鋼和中碳鋼：這是無屑絲攻最理想的加工對象，材料的良好塑性能完美配合擠壓成型。
• 不銹鋼：特別是奧氏體不銹鋼（如304、316），雖然具有加工硬化特性，但無屑絲攻仍能取得良好效果。
• 銅及銅合金：黃銅、青銅等材料塑性好，非常適合使用無屑絲攻。
• 鋁及鋁合金：軟質鋁材料是無屑絲攻的理想對象，能獲得極佳的表面品質。
• 低合金鋼：硬度在HRC 35以下的低合金鋼都適合使用。

不適合的材料：

• 高硬度材料：硬度超過HRC 35的材料塑性較差，擠壓成型困難。
• 脆性材料：如鑄鐵、某些粉末冶金材料，容易在擠壓過程中開裂。
• 超高強度鋼：這類材料需要極大的擠壓力，可能導致無屑絲攻過載。

選擇使用無屑絲攻前，務必確認工件材料的特性，這是成功加工的關鍵。

六、無屑絲攻的使用技巧

要充分發揮無屑絲攻的性能，掌握正確的使用技巧非常重要。以下是一些實用的操作要點：

1. 底孔直徑的精確控制

這是使用無屑絲攻最關鍵的一點。由於擠壓成型需要材料有足夠的變形空間，底孔直徑必須比切削式絲攻的底孔要大。一般來說，底孔直徑應該是螺紋公稱直徑減去0.8-0.9倍的螺距。例如，M8×1.25的螺紋，底孔直徑應為8 - (1.25 × 0.85) = 6.94mm左右。

2. 合適的切削液選擇

雖然無屑絲攻不產生切屑，但仍需要充足的潤滑和冷卻。建議使用：

• 鋼材加工：使用含極壓添加劑的切削油
• 不銹鋼：使用高性能合成切削液
• 鋁材：使用專用鋁合金切削液或煤油
• 銅材：可使用輕質切削油或煤油

3. 轉速和進給的設定

無屑絲攻可以使用較高的切削速度，但具體數值需根據材料而定：

參考文章：無屑絲攻轉速，螺絲攻攻牙速度介紹

4. 進刀方式

使用無屑絲攻時，建議採用連續進給方式，避免來回退刀。如果加工深度較大，可以分段進給，但每次退刀不要超過半圈。

5. 機床剛性要求

由於擠壓過程需要較大的扭矩，機床必須有足夠的剛性和扭矩輸出能力。使用無屑絲攻的扭矩通常是切削式絲攻的1.5-2倍。

6. 孔的預處理

確保底孔內壁光滑，無毛刺和凹凸。如果孔壁粗糙，會影響無屑絲攻的加工品質，甚至導致崩刃。

七、常見問題與解決方案

在使用無屑絲攻的過程中，可能會遇到一些問題。以下是常見問題及其解決方法：

問題1：螺紋尺寸超差

原因分析：

• 底孔直徑不正確
• 材料硬度過高或過低
• 擠壓力不足或過大

解決方案：

• 重新測量並調整底孔直徑
• 選擇合適硬度的材料
• 調整進給速度和切削速度

問題2：絲攻崩刃或折斷

原因分析：

• 底孔直徑過小
• 切削速度過高
• 潤滑不足
• 孔內有雜質或毛刺

解決方案：

• 增大底孔直徑
• 降低切削速度
• 增加切削液的供給量
• 清理底孔，去除毛刺

問題3：螺紋表面粗糙

原因分析：

• 無屑絲攻磨損
• 切削液選擇不當
• 進給速度不穩定

解決方案：

• 更換新的無屑絲攻
• 選用高品質切削液
• 穩定進給速度，確保機床精度

問題4：加工扭矩過大

原因分析：

• 底孔直徑偏小
• 材料硬度過高
• 潤滑效果差

解決方案：

• 適當增大底孔直徑
• 降低切削速度
• 改善潤滑條件
• 考慮改用切削式絲攻

八、如何選購合適的無屑絲攻

市面上的無屑絲攻品牌和規格眾多，如何選擇合適的產品呢？以下是一些選購建議：

1. 根據材質選擇

不同的加工材料需要不同材質的無屑絲攻：

• 高速鋼（HSS）：適合一般鋼材和有色金屬，性價比高。
• 粉末高速鋼：韌性和耐磨性更好，適合批量生產。
• 硬質合金：適合高硬度材料和高速加工，但價格較高。
• 塗層絲攻：表面塗覆TiN、TiCN或TiAlN塗層，能顯著延長使用壽命。

2. 注意螺紋規格

確認所需的螺紋標準（如公制、美制、英制），以及具體的螺紋規格（M8、M10等）。購買時要選擇符合標準的無屑絲攻。

3. 考慮加工深度

根據加工的孔深選擇合適長度的無屑絲攻。盲孔加工需要特別注意絲攻的有效螺紋長度。

4. 品牌和品質

知名品牌的無屑絲攻雖然價格較高，但品質更有保障。建議選擇：

• 歐美品牌：如OSG、YAMAWA、Emuge等
• 日本品牌：品質優良，精度高
• 國產品牌：性價比高，適合一般精度要求

5. 考慮使用頻率

如果是偶爾使用，可選擇經濟型產品；如果是大批量生產，建議投資高品質的無屑絲攻，長期來看更划算。

6. 配套工具

購買時也要考慮配套的刀柄、同步攻牙夾頭等工具，確保整套系統的兼容性。

九、無屑絲攻的保養與維護

正確的保養維護能大幅延長無屑絲攻的使用壽命，提高加工品質。以下是一些保養要點：

1. 使用後清潔

每次使用無屑絲攻後，應立即清除表面的切削液和金屬殘留物。可用柔軟的刷子配合清潔劑輕輕刷洗，然後用壓縮空氣吹乾。

2. 防銹處理

清潔後的無屑絲攻應塗上一層防銹油，特別是在潮濕環境中更要注意防銹。長期存放時，建議用油紙包裹或放入防潮箱。

3. 定期檢查

使用前後都應檢查無屑絲攻的刃口是否有崩刃、磨損等情況。發現異常應及時更換，避免影響加工品質。

4. 正確存放

將無屑絲攻存放在專用的刀具盒或刀具架上，避免相互碰撞。不同規格的絲攻應分類存放，方便查找和管理。

5. 記錄使用情況

建議建立刀具使用記錄，記載每支無屑絲攻的使用次數、加工材料、加工數量等資訊。這有助於評估刀具壽命，及時安排更換。

6. 磨損後的處理

當無屑絲攻出現明顯磨損但尚未達到報廢標準時，可以送專業機構重磨。但要注意，重磨會改變絲攻的原始尺寸，可能影響加工精度。

7. 避免不當使用

不要將無屑絲攻用於不適合的材料或超過其負荷範圍的加工，這會快速縮短刀具壽命甚至造成損壞。

十、結論

無屑絲攻作為現代螺紋加工的重要工具，憑藉其獨特的擠壓成型原理，在提高加工效率、改善螺紋品質方面展現出顯著優勢。通過本文的詳細介紹，相信您已經對無屑絲攻有了全面而深入的了解。

總結來說，無屑絲攻適合加工塑性良好的材料，能提供高強度、高品質的螺紋，且無需處理切屑問題，特別適合自動化生產。然而，要充分發揮其性能，必須注意底孔直徑的精確控制、合適的切削參數設定，以及正確的使用和維護方法。

在選擇是否使用無屑絲攻時，應綜合考慮工件材料、加工精度要求、生產批量等因素。對於符合條件的應用場景，無屑絲攻無疑是提升生產效率和產品品質的理想選擇。

希望本文能幫助您更好地理解和應用無屑絲攻技術，在實際生產中取得更優異的成果。如果您有任何疑問或需要進一步的技術支持，建議諮詢專業的工具供應商或經驗豐富的機械加工技師。