引言：别小看那几圈螺纹

螺纹，这种随处可见的螺旋结构，默默支撑着现代工业的运转——从精密的航天发动机到日常的手机螺丝，无处不在。但就是这看似简单的结构，却暗藏玄机：

• 为什么拧到标准扭矩，螺纹还是会滑丝？
• 不锈钢螺纹怎么就“咬死”拧不动了？
• 车、铣、攻、滚——到底该选哪种加工方式？

选错工艺，轻则零件报废，重则整个装配失效。本指南将带你系统掌握螺纹从设计到制造的全流程，让你的螺纹既可靠又经济。

第一章 螺纹基础：读懂螺旋的语言
1.1 螺纹的“五官”
想象一颗螺丝：

• 牙顶：螺纹最高点
• 牙底：螺纹最低谷
• 牙侧：连接牙顶和牙底的斜面

关键尺寸：

• 大径：牙顶到牙顶的直径（螺栓标称尺寸）
• 小径：牙底到牙底的直径
• 中径：理论接触面，真正传递力的地方
• 螺距：相邻牙顶的距离（公制直接标毫米，英制用TPI——每英寸牙数）

1.2 螺纹家族：选型就是选性格
通用型（60°牙型角）

特种螺纹——专为特殊任务而生

• 锥管螺纹（NPT/NPTF）：带锥度，越拧越紧，靠金属变形密封。管道连接必备，但别拿来当结构螺纹用。
• 梯形螺纹（ACME）：30°牙型，传动效率高、不自锁。千斤顶、机床丝杠的标配。
• 锯齿螺纹：一边垂直一边倾斜，单向承力王者。液压缸、虎钳最爱。

选型第一原则：先明确功能——是要连接、密封还是传动？选错类型，后续一切优化都白搭。

第二章 五大工艺详解：找到你的“最佳拍档”

2.1 攻丝——小孔内螺纹的“快枪手”
怎么干：钻个底孔，用丝锥（带螺纹形状的硬质工具）硬拧进去，一次性切出内螺纹。
✅ 优点：工具便宜、速度飞快、手动都能干
❌ 缺点：丝锥易断（断在孔里极难取出）、只能做标准螺纹、盲孔排屑是噩梦
适用：M12以下的标准内螺纹、小批量、对效率敏感
2.2 螺纹铣——CNC的“万能钥匙”
怎么干：用小直径铣刀，CNC控制刀具走出螺旋轨迹，“雕”出螺纹。
✅ 优点：一把刀能做多种螺纹、可加工超大螺纹、盲孔底部也能清根、无断刀风险
❌ 缺点：需要3轴以上CNC、编程复杂、单件速度不如攻丝
适用：非标螺纹、大直径、难加工材料、靠近底部的盲孔螺纹
2.3 单点车螺纹——车床上的“老匠人”
怎么干：在车床上磨一把成型刀，工件旋转，刀具沿螺旋线进给，多刀切出完整螺纹。
✅ 优点：灵活性无敌，什么奇怪螺纹都能车、精度极高
❌ 缺点：效率极低、极度依赖师傅手艺
适用：超大直径、单件定制、异形螺纹、主轴类零件
2.4 滚压螺纹——大批量的“强化大师”
怎么干：不用切削，用硬质滚轮冷挤压工件，让材料“流动”成型螺纹。
✅ 优点：强度提升30%以上（纤维连续）、表面硬化耐磨、生产效率极高
❌ 缺点：需要专用设备、模具贵、只适合塑性材料
适用：螺栓、螺丝等标准件大批量生产、对疲劳强度要求高的场合
2.5 螺纹磨削——精度的“天花板”
怎么干：用成型砂轮磨削，通常用于淬火后的硬材料。
✅ 优点：精度可达微米级、可加工淬硬件、表面光洁度极佳
❌ 缺点：设备昂贵、效率最低、有烧伤风险
适用：滚珠丝杠、精密螺杆、热处理后的高精度螺纹

第三章 设计避坑指南：图纸上的每一个标注都事关成败

3.1 标注必须完整
❌ 错误示例：“M6孔”
✅ 正确示例：“M6×1-6H深12”（表示：公制、大径6mm、螺距1mm、内螺纹6H公差、深度12mm）
3.2 螺纹长度：1.5倍直径原则

• M6螺栓 → 有效螺纹长度至少9mm
• 超过3倍直径基本没有强度增益，纯属浪费
• 薄壁件：至少保证5个完整牙的咬合

3.3 底孔尺寸——按表查，别猜！

• 底孔太小：丝锥断给你看
• 底孔太大：螺纹牙高不够，一拧就滑丝
• 务必查阅标准底孔尺寸表

3.4 给刀具留条“活路”

• 螺纹孔旁留出扳手空间
• 避免螺纹紧贴侧壁（刀具无法进退）
• 轴类螺纹末端必须设计退刀槽

3.5 软材料的“保命符”
在铝、塑料上直接攻丝？拆装几次就废了。
解决方案：预埋螺纹镶套（铜套、钢套），螺丝拧在镶套里。
3.6 CAD建模的“潜规则”
❌ 不要在3D模型里画出真实的螺旋线！文件巨卡，且容易导致CAM软件计算错误。
✅ 正确做法：圆柱就画到大径，孔就画到小径，螺纹信息完全靠2D图纸标注。
3.7 文件交付标准

• 3D文件：发STEP格式（.stp），通用性好
• 2D图纸：PDF格式，标注清晰完整
• 千万别只发STL文件（那是3D打印用的三角网格，不适合加工）

第四章 表面粗糙度：看不见的性能决胜点

4.1 不同工艺的“面子”怎么样

4.2 粗糙度影响什么？

• 疲劳强度：越光滑，应力集中越少，寿命越长
• 防咬死：不锈钢、铝最怕粗糙螺纹——摩擦生热→金属粘连→彻底拧死
• 扭矩一致性：粗糙度影响摩擦力，导致同样的扭矩拧出的预紧力天差地别
• 密封性：光滑螺纹更能防漏

4.3 图纸上怎么标？
在螺纹尺寸线旁标注表面粗糙度符号，比如“Ra 3.2”表示粗糙度不超过3.2微米。

第五章 实战问答精选

Q1：螺纹铣和攻丝到底选哪个？

• 要快、要便宜、做标准件 → 选攻丝
• 要灵活、做非标、材料难加工 → 选螺纹铣
• 盲孔深处有螺纹 → 必须选螺纹铣（丝锥够不到底）

Q2：为什么滚压的螺纹更结实？
切削像“砍树”，把材料纤维切断；滚压像“揉面”，让纤维顺着螺纹走向流动。连续纤维+加工硬化=抗疲劳能力翻倍。
Q3：铝件上的螺纹老滑丝怎么办？

1. 终极方案：镶螺纹套（钢套或铜套）
2. 设计优化：用粗牙螺纹（牙更厚实）、增加螺纹长度（2倍直径）
3. 拧紧时：务必用扭矩扳手，别凭手感

Q4：“M6×1-6g”到底什么意思？

• M：公制螺纹
• 6：大径6mm
• ×1：螺距1mm（不写默认是标准粗牙）
• 6g：外螺纹公差带（6是精度等级，g是偏差位置）

结语：螺纹是门系统工程

螺纹设计不是选个尺寸就完事了。它是一连串的权衡：

• 要强度还是成本？
• 要效率还是灵活性？
• 要精度还是交货期？

最好的设计，是能在满足功能的前提下，用最简单、最经济的方式制造出来。建议在图纸冻结前，找加工厂进行一次制造可行性评审，他们一眼就能看出哪些设计会带来麻烦——这可能是项目中最划算的时间投资。
记住：可靠的螺纹，始于严谨的设计，成于合适的工艺。