螺紋車(chē)削刀具已經(jīng)從全面改善車(chē)刀性能的涂層及材料等級(jí)方面所取得的共同進(jìn)步中獲益。此外，在螺紋車(chē)削刀片方面，人們進(jìn)行了更好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了更佳的切屑控制。盡管發(fā)生了這些變化，制造工程師們傾向花很少的時(shí)間來(lái)優(yōu)化螺紋加工操作，將螺紋加工過(guò)程看成是一種無(wú)法不斷取得進(jìn)步的“黑匣子”。
事實(shí)上，通過(guò)工程設(shè)計(jì)方式可以提高螺紋加工過(guò)程的效率。第一步應(yīng)該是理解螺紋加工中一些基本的主題。
為什么螺紋車(chē)削要求如此之高
螺紋車(chē)削的要求要高于普通車(chē)削操作。切削力一般較高，螺紋刀片的切削端部半徑較小，比較薄弱。
在螺紋加工中，進(jìn)給速度必須與螺紋的節(jié)距精確對(duì)應(yīng)。對(duì)于節(jié)距為8螺紋/英寸（tpi）的情況，刀具必須以8轉(zhuǎn)/英寸或者0.125英寸/轉(zhuǎn)的進(jìn)給速度前進(jìn)。與普通車(chē)削應(yīng)用（其中典型的進(jìn)給速度大約為0.012ipr）相比，螺紋車(chē)削的進(jìn)給速度要高出10倍。螺紋加工刀片刀尖處的作用力可能要高100～1,000倍。
承受這種作用力的端部半徑一般為0.015英寸，而常規(guī)車(chē)削刀片的半徑為0.032英寸。對(duì)于螺紋加工刀片，該半徑受許可的螺紋形狀根部半徑（其大小由相關(guān)螺紋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）的嚴(yán)格限制。它還受所需要的切削動(dòng)作限制，因?yàn)椴牧蠠o(wú)法經(jīng)受普通車(chē)削中的剪切過(guò)程，否則會(huì)發(fā)生螺紋變形。
切削力較高和作用力聚集范圍較窄導(dǎo)致的結(jié)果 是：螺紋加工刀片要承受比一般車(chē)刀高得多的應(yīng)力。
部分與全輪廓刀片的比較
部分輪廓刀片，有時(shí)候被稱(chēng)作“非加頂式”刀片，它在不給螺紋加頂或裝牙頂?shù)那闆r下切削螺紋溝槽。（參見(jiàn)圖1）一把刀片可以產(chǎn)生一系列螺紋，直至最粗的節(jié)距－即每英寸螺紋數(shù)最少處為止-這是刀片端部半徑強(qiáng)度許可的。
這種端部半徑設(shè)計(jì)得足夠小，刀片可以加工各種節(jié)距。對(duì)于小節(jié)距，端部半徑會(huì)顯得尺寸過(guò)小。這意味著刀片必須穿透得深一些。例如，用一把部分輪廓刀片加工一個(gè)8tpi的螺紋需要螺紋深度為0.108英寸，而用完全輪廓刀片產(chǎn)生的相同螺紋則只需要0.81英寸的指定深度。因此，全輪廓刀片可以產(chǎn)生強(qiáng)度更高的螺紋。此外，全輪廓刀片加工出螺紋的操作可以少4道。
多齒刀片
多齒刀片連續(xù)地帶有系列齒，任何齒在螺紋溝槽中切削的深度都要比它前面的一個(gè)齒更深。（參見(jiàn)圖2）借助這些刀片，加工一個(gè)螺紋所需要的操作道數(shù)可以減少80%。刀具壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于單頂尖刀片，因?yàn)樽罱K的齒只加工某個(gè)給定螺紋一半或三分之一的金屬。
但是，由于它們存在較高的切削力，因此不提倡將這些刀片用于薄壁零件的加工-因?yàn)榭赡軙?huì)產(chǎn)生顫振。此外，用這些刀片加工工件的結(jié)構(gòu)必須具有足夠的螺紋間隙，以便所有齒退出切削。
每道進(jìn)給每道的切削深度，或者說(shuō)每道進(jìn)給，在螺紋加工中是非常關(guān)鍵的。每個(gè)相連的操作道都要嚙合刀片切削刃較大部分。如果每道進(jìn)給是恒定的（不推薦采用這種方式），則切削力和金屬去除率從上一道到下一道會(huì)劇烈增加。
例如，在采用恒定的0.010英寸進(jìn)給/道的速度加工一個(gè)60度螺紋形狀時(shí)，第二道去除的材料為第一道的3倍。與隨后每道操作一樣，去除的金屬量連續(xù)成指數(shù)上升。
為了避免這種切除量增加并維持比較現(xiàn)實(shí)的切削力，切深應(yīng)該隨著各道操作而減少。
橫切進(jìn)給法
至少有四種橫切進(jìn)給法。（參見(jiàn)圖3）很少有人發(fā)現(xiàn)這些方法中某種方法對(duì)螺紋加工操作有效性的沖擊到底有多大。
徑向橫切進(jìn)給
• 盡管這可能是加工螺紋最常用的方法，但確是最不提倡采用的一種方法。由于刀具是徑向進(jìn)給的（與工件中心線(xiàn)垂直），因此金屬?gòu)穆菁y齒腹兩側(cè)去除，從而產(chǎn)生V形切屑。這種切屑很難斷裂，因此切屑流動(dòng)是一個(gè)問(wèn)題。此外，由于刀片端部?jī)蓚?cè)要承受較高的熱和壓力，因此刀具壽命通常比其他橫切進(jìn)給法中要短。
• 齒腹橫切進(jìn)給
在這種方法中，橫切方向與螺紋齒腹之一平行，這一般意味著刀具沿30度直線(xiàn)進(jìn)給。切屑與普通車(chē)削中產(chǎn)生的類(lèi)似。（參見(jiàn)圖4。）與徑向橫切相比，這種方法中產(chǎn)生的切屑比較容易成形，并且易于從切削刃中排出，熱擴(kuò)散性更好。但是，在這種橫切進(jìn)給法中，刀片后緣會(huì)摩擦齒腹而不會(huì)進(jìn)行切削。這樣會(huì)燒傷螺紋，導(dǎo)致表面粗糙度很差，甚至發(fā)生顫振現(xiàn)象。
• 修改的齒腹橫切進(jìn)給（推薦采用）
這種方法與齒腹橫切進(jìn)給法類(lèi)似，不同的是橫切角度小于螺紋角度-即小于30度。這種方法保留<
