CNC 螺紋銑削詳解：製程、刀具、優勢與應用

螺紋銑刀在 CNC 機床內加工精密內螺紋。

螺紋銑削是一種 CNC 加工 製程，透過旋轉刀具沿螺旋路徑切削內外螺紋。

相較於攻牙，它提供更佳的切屑控制、更高精度，並在螺紋尺寸與材料（如鈦合金、不鏽鋼與硬化鋼）上更具彈性。支援客製螺紋尺寸、無切屑堵塞的盲孔，以及多頭或超大螺紋配置。製造商利用螺紋銑削提升零件品質、降低刀具破損率，並在航太、汽車與工業應用中達到穩定公差。

內螺紋不必靠運氣。螺紋銑削在直徑與螺距控制上提供攻牙無法匹敵的精度，是處理複雜工業零件螺紋特徵的更策略化方式，尤其當你無法承受刀具失效時。除了避免斷絲攻，真正的價值在於彈性：一把刀具通常就能對應多種孔徑與螺距。理解刀具路徑的力學原理，就能看出為何在不同材料上螺紋品質始終如一。本指南以實用工程細節、公差行為與實際製造優缺點拆解，助你為每項工作做出正確決策。

什麼是螺紋銑削？

與攻牙不同，攻牙在一次軸向進刀中成形整個螺紋輪廓，螺紋銑削則以受控插補（X/Y/Z 運動）逐步切削，切削力更低。

螺紋銑削 vs. 傳統攻牙

下表總結工程師在選擇螺紋銑削或攻牙時的關鍵差異。

如需深入了解 螺紋銑削 vs 攻牙，請閱讀我們的詳細指南。

CNC 螺紋銑削如何運作

操作員在 CNC 機台控制面板檢查螺紋銑削刀具路徑。

螺紋銑削操作步驟

步驟 1：準備正確的小徑

切削螺紋前，CNC 會先鑽或鏜出符合螺紋尺寸的正確小徑孔。

• 鏜孔公差須嚴格以確保精密螺紋。
• 孔口倒角可防止毛邊與刀具損傷。

範例：M10 × 1.5 螺紋需 Ø 8.5 mm 小徑孔。

步驟 2：圓弧進入工件

• 螺紋銑刀偏心進入預鏜孔，執行小圓弧移動以溫和嚙合：
• 降低刀具應力
• 避免衝擊負載與撓曲

延長刀具壽命，尤其在鈦合金、Inconel 等硬材

步驟 3：以螺旋插補切削螺紋

此時 CNC 同步X + Y 圓周運動與Z 向下進給，切削完美螺旋。

此階段：

• 刀具遵循精確螺距（如每轉 1.5 mm）
• 分層切削
• 熱與切屑負荷保持低 → 提升精度

關鍵優勢：單一刀具可透過軟體調整刀具路徑加工多種螺紋直徑。

步驟 4：多道切削以提高精度（選配）

若螺紋大或材料硬：

• 粗削去除大部分材料
• 精削修整輪廓並改善表面粗糙度

有助避免攻牙常見的螺紋過大問題。

步驟 5：退刀與彈道切削

銑刀沿短圓弧平滑退出，避免摩擦新切削螺紋。

選配彈道切削：

• 以極小嚙合再切削
• 改善真圓度
• 降低高點摩擦

步驟 6：最終檢查與螺紋規驗證

以以下方式驗證螺紋：

• 通/止規
• 半徑或齒腹接觸檢測
• 高精度螺紋使用 CNC 測頭

航太等關鍵零件，以數位量測確認螺距與齒形合規。

螺紋銑削的優勢

特寫展示螺紋銑削的高精度潔淨螺紋。

CNC 螺紋銑削已成為航太、汽車、能源、醫療設備與精密加工領域製造強韌可靠螺紋的首選方法。相較於將絲攻強行擠入材料，螺紋銑削以螺旋刀具路徑溫和切削螺紋，帶來精度、彈性與風險降低的重大效益。

更高精度與更佳螺紋品質

螺紋銑削讓 CNC 完全控制螺紋的螺距、直徑、導程與深度。刀具不會擠壓材料，代表：

• 螺紋過大風險更低
• 表面粗糙度與真圓度更佳
• 量產尺寸精度更一致

因刀具以多次輕切削移除材料，熱量低，對鈦合金、不鏽鋼與 Inconel 等攻牙難以應付的合金尤為理想。

不同螺紋尺寸的彈性

單把螺紋銑刀可生產：

• 內螺紋或外螺紋
• 右牙或左牙
• 以同一把刀具加工多種直徑

節省刀具成本、設定時間與倉儲空間，也讓打樣或小批量生產更快，無須為每種螺紋尺寸或螺距準備專用絲攻。

日後需調整螺紋配合？操作員只需修改刀具路徑補正，無需換刀。

降低刀具破損與提升安全性

絲攻斷裂是現場最大夢魘之一，尤其在深孔內。螺紋銑刀避免此問題，因為：

• 切削力遠低於攻牙
• 刀具可隨時輕鬆退出
• 若刀具斷裂，可取出而不報廢工件

因此CNC 螺紋銑削是精密零件更安全可靠的選擇，停機成本高且不容許工件損壞。

JLCCNC 以一致品質、可擴充產能與具競爭力的價格支援打樣與量產螺紋銑削，讓工程師在不犧牲螺紋完整性的前提下平衡成本、精度與交期。

何時該使用螺紋銑削？

當精度、彈性與製程可靠性比純速度更重要時，螺紋銑削是首選 CNC 螺紋方法。CNC 螺紋銑削中，切削刀具沿受控螺旋路徑移動，可精確控制螺紋直徑、螺距與深度，這是傳統攻牙無法穩定達成的。

以下情況應使用螺紋銑削：

• 難切削材料如不鏽鋼、鈦合金、Inconel、硬化鋼，攻牙常導致過度刀具磨損或斷裂
• 盲孔，切屑排出受限且絲攻失效可能永久損壞工件
• 緊公差螺紋，因螺紋銑削可透過刀具路徑補正調整直徑與配合，無需換刀
• 高價值或關鍵任務零件，須一致螺紋品質與低失效風險
• 多種螺紋尺寸或客製齒形，單把螺紋銑刀可透過 CNC 程式產生不同直徑與螺距

CNC 螺紋銑削亦適用於原型與小量生產，減少刀具庫存與設定轉換可提升效率。當螺紋幾何、材料特性或零件成本不容出錯時，螺紋銑削提供比攻牙更安全且可控的替代方案。

螺紋銑刀：類型與選擇

(iStock) 工作台上不同類型的螺紋銑刀。

螺紋銑削表現高度依賴正確選刀。雖然 CNC 螺紋銑削比攻牙彈性大，刀具選擇仍對螺紋配合、表面粗糙度與刀具壽命至關重要。最佳刀具取決於螺紋尺寸、公差需求、材料特性與生產批量。

單齒螺紋銑刀

單齒螺紋銑刀沿螺旋路徑一次切削一個齒形。

特點：

• 最高精度與優異齒形控制
• 適用深螺紋、盲孔與複雜幾何
• 可加工客製或非標螺紋齒形

因刀具逐步嚙合材料，切削力穩定且螺距精度一致，常用於原型、小批量與緊公差應用。代價是循環時間較多齒刀具長。

多齒螺紋銑刀

多齒螺紋銑刀具多個切削齒，匹配完整螺紋輪廓，可在更少刀次內切出全齒高。

優點：

• 顯著縮短循環時間
• 中到大量生產的高生產力
• 機台剛性足夠時齒形一致

適合量產環境，但需精確設定與穩定切削條件，較不適合斷續切削，且對不同螺紋尺寸彈性低於單齒刀具。

整體硬質合金螺紋銑刀

整體硬質合金螺紋銑刀因剛性與耐磨性，已成為現代 CNC 螺紋銑削的業界標準。

典型優勢：

• 在不鏽鋼、鈦合金與硬化合金中刀具壽命更長
• 減少撓曲，提升螺紋品質
• 相容單齒與多齒設計

硬質合金刀具常搭配 TiAlN 或 AlCrN 等鍍層，減少熱堆積並延長壽命，尤其適用嚴苛材料。

依材料、螺紋尺寸與孔型選刀

選擇正確螺紋銑刀需在材料可加工性、螺紋幾何與孔型配置間取得平衡。

材料考量：

• 鋁與塑膠：HSS 或硬質合金刀具可高速切削且磨損少
• 不鏽鋼、鈦合金與硬化合金：整體硬質合金螺紋銑刀提供所需剛性與耐熱性

螺紋尺寸與螺距：

• 大螺紋需更長切削刃與更強核心直徑
• 細螺距需穩定刀具維持精確導程精度且無顫振

孔型：

• 盲孔：短刃刀具搭配控制進退刀路徑，降低碰撞風險
• 通孔：長刀具與更積極刀具路徑可提升加工效率

單齒 vs. 多齒螺紋銑刀

選擇主要依生產目標而定。

• 單齒螺紋銑刀：最高精度、應用範圍廣、加工較慢
• 多齒螺紋銑刀：生產力高、彈性較低、循環時間快

理解這些取捨，可讓機械師為應用匹配刀具，確保螺紋品質一致、刀具磨損減少，並獲得可靠的 CNC 螺紋銑削結果。

CNC 螺紋銑削機台需求

螺紋銑刀在 CNC 機床內加工精密內螺紋。

並非所有 CNC 機台都能執行螺紋銑削。要切削平滑螺旋刀具路徑，機台至少須支援三軸插補，通常為 XY 圓周運動同步 Z 下降。CNC 螺紋銑削機台須支援精確螺旋插補，才能準確產生內外螺紋。

機台相容性

螺紋銑削可在以下機台執行：

• CNC 銑床
• 具動力刀具的 CNC 車床
• 多軸加工中心

重點是刀具運動的嚴格控制與回饋精度。

主軸轉速與功率

為保持乾淨切屑形成：

• 硬質合金螺紋銑刀需高主軸 RPM
• 對難削材，穩定扭矩輸出至關重要

主軸功率不足會導致顫振、螺紋粗糙或尺寸漂移。

剛性與振動控制

螺紋銑刀以細長刀具切削，即使輕微振動也會影響結果。

確保 CNC 機台具備：

• 剛性主軸箱
• 高品質軸承
• 適當夾治具與工件支撐

機台剛性帶來更佳表面粗糙度、更長刀具壽命與一致螺紋精度。

CNC 控制器能力

控制器須能：

• 螺旋路徑中平滑同步各軸
• 維持螺距精度
• 補償刀具半徑補正

現代 CAM 軟體簡化編程，但控制器精度仍直接影響螺紋品質。

螺紋銑削的常見應用

以螺紋銑削製造的精密零件，如支架與汽車零件。

螺紋銑削機台在精度、強度與可靠性不容妥協的產業表現出色。在航太與汽車製造中，螺紋孔須承受振動、反覆負載與極端環境，螺紋銑削提供一致且乾淨的幾何，攻牙有時難以維持。當失效成本高昂時，它是更好的選擇。

你也會在精密機械組件中大量看到螺紋銑削，尤其需要緊公差或特殊螺紋規格，標準絲攻不易涵蓋。打樣廠、模具與沖模製造商也依賴它。當新產品每隔一天就更改設計，一把螺紋銑刀只需調整刀具路徑即可對應不同直徑，無需換刀，保持開發進度。

螺紋銑削成功的關鍵考量

若想避免因幾何不良而非切削策略導致的失敗，請收藏我們的 螺紋孔指南，內容涵蓋機械師切削內螺紋時的確切規格。

螺紋銑削的一切在於控制——控制刀具、路徑與孔洞。即使最好的 CNC 機台，若設定剛性不足或程式未考慮螺距精度與正確刀具補正，也會陷入困境。優秀的 CAM 編程保持插補平滑，並在整個螺旋切削中維持穩定負載。快速空跑與模擬刀具路徑可節省數小時麻煩。

最常見的問題來自進給與轉速憑經驗而非計算。刀具顫振、螺紋入口毛邊或螺紋過小，通常可追溯到不當切削參數。剛性設定、精確工件原點設定與穩定冷卻液供應，可保持切削潔淨。諸如以切線進入而非直線插下等小細節，決定了完美螺紋與報廢零件的差別。

螺紋銑削常見問題

螺紋銑削比攻牙好嗎？

當需要高精度、切屑控制或盲孔可靠性時，螺紋銑削通常優於攻牙。

一把刀具可切削多種螺紋直徑嗎？

可以。這是相對於攻牙的最大優勢之一，同一把刀具可透過修改刀具路徑產生多種尺寸。

螺紋銑削能減少刀具破損嗎？

大幅降低。切削力更低，且無絲攻在零件內斷裂導致整件報廢的風險。

哪些 CNC 機台可執行螺紋銑削？

任何支援圓周插補同步 Z 軸進給的銑床或車銑複合機台即可，關鍵是剛性與精確運動控制。

銑削螺紋更強嗎？

通常是的。表面更潔淨，且切削作用避免材料變形，獲得更準確的幾何與更佳負載分布。