以前的加工中心为了攻丝，一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求，在加工程序中编入一个主轴转速和正/反转指令，然后再编人 G84/G74 固定循环，在固定循环中给出有关的数据，其中 Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出，这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的，但是主轴的转动角度是不受控的，而且主轴的角度位置与 Z 轴的进给没有任何同步关系，仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程，主轴要加速－制动－加速－制动，再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀，主轴负载波动都会使 主轴速度不可能恒定不变。对于进给 Z 轴，它的进给速度和主轴也是相似的，速度不会恒定，所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时，必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头，用它来补偿 Z 轴进给与 主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程，就会明显地看到，当攻丝到底，Z 轴停止了而主轴没有立即停住(惯量)，攻丝弹簧夹头被压缩一段距离，而当 Z 轴反向进给时，主轴正在加速，弹簧夹头被拉伸，这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷，完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工 尚可以满足要求，但对于螺纹精度要求较高，6H 或以上的螺纹以及被加工件的材质较软(铜或铝)时，螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是，当攻丝时主轴转速越高，Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大，弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大，由于夹头机械结构的限制，用这种方式攻丝时，主轴转速只能限制在 600r/min 以 下。
刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的，它在主轴上加装了位置编码器，把主轴旋转的角度位置反馈给 技控系统形成位置闭环，同时与 Z 轴进给建立同步关系，这样就严格保证了主轴旋转角度和 Z 轴进给尺寸的线 生比例关系。因为有了这种同步关系，即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度 或 Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度，因为主轴转角与 Z 轴进给是同步的，在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化，则另一方也会相应变化，并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔，可以很清楚地 看到，当 Z 轴攻丝到达位置时，主轴转动与 Z 轴进给是同时减速并同时停止的，主轴反转与 Z 轴反向进给同样 保持一致。正是有了同步关系，丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了，而且刚性攻丝时，只要刀具(丝锥)强度允许，主轴的转速能提高很多，4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上，螺纹精度还得到保证，目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。
