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自攻螺丝应用及检测方法


自攻螺絲應用及檢測方法 自 攻 螺 絲 雖 然 已 使 用 很 久 ,一 般 也 知 道 怎 麼 製 作 ,但 對 於 各 規 範 所 規 定 之 標 準 及 要 求 ,也 許 並 不 是 很 清 楚 ,在 此 僅 藉 由 收 集 來 之 規 範 ,整 理 出 一 份 適 合 大 家 閱 讀 ,使 能 對 自 攻 螺 絲 有 多 一 層 之 認 識 .自 攻 螺 絲 是

在 金 屬 或 非 金 屬 材 料 之 預 鑽 孔 中 自 行 攻 鑽 出 所 配 合 陰 螺 紋 之 一 種 有 螺 紋 扣 件 .具 有 高 拉 力 ,單 件 ,單 邊 組 合 特 色 .由 於 其 自 行 成 型 或 攻 出 其 配 合 螺 紋 ,因 此 在 組 合 上 具 有 高 防 松 能 力 ,且 可 以 裝 卸 .在 小 形 螺 絲 上 其 尺 寸 、 螺 紋 型 式 、 頭 型 、 攻 鑽 性 能 在 工 程 用 途 上 幾 乎 無可限量. 1 發 展 (Evo lution ) : 自 1 91 4 年 自 攻 螺 絲 開 始 商 品 化 . 第 一 次 之 設 計 ─ 主 要 源 自 木 螺 絲 ─ 係 屬 可 滲 碳 鋼 錐 尾 A 型 螺 紋 成 型 螺 絲 .當 時 主 要 之 用 途 是 用 在 空 調 系 統 導 管 上 鐵 皮 之 接 合 , 因 此 又 叫 做 鐵 皮 螺 絲 . 經 過 80 餘 年 之 發 展 , 共 可 分 為 四 個 時期─螺紋成型、螺紋切削、螺紋滾成及自鑽。 螺 紋 成 型 自 攻 螺 絲 (Thre a d Forming Ta pping Sc re w s ) ─ 係 直 接 由 鐵 皮 螺 絲 發 展 而 來 , 螺 紋 成 型 自 攻 螺 絲 使 用 時 頇 預 先 鑽 孔 ,再 將 螺 絲 旋 入 孔 中 ,強 力 擠 出 配 合 陰 螺 紋 ,而 原 來 在 陰 螺 紋 位 置 上 之 材 料 將 被 擠 到 陽 螺 紋 之 間 ,此 謂 之 螺 紋 成 型 自 攻 螺 絲 .僅 可 適 用 於 薄 且 具 有 可 塑 性 之 材 料 ,因 此 又 發 展 出 ;螺 紋 切 削 自 攻 螺 絲 (Thre a d C utting Ta pping Sc re w s ) ─ 在 螺 紋 之 尾 端 切 割 出 一 或 多 道 之 切 削 口 , 使 能 在 旋 入 預 鑽 孔 時 ,利 用 螺 絲 尾 部 及 牙 部 以 類 似 螺 絲 攻 的 方 式 切 削 出 配 合 陰 螺 紋 . 它 可 以 用 在 厚 板 ,比 較 堅 硬 或 易 碎 等 不 易 塑 造 之 材 料 ,. 螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 (Thre a d R olling Ta pping Sc re w s ) ─ 三 角 牙 自 攻 螺 絲 , 又 稱 為 Type TT( Type Ta i 目 前 仍 有 專 利 ) 係 基 於 成 型 螺 絲 攻 之 原 理 髮 展 而 成 , 螺 紋 滾 成 自攻螺絲具有特殊設計之螺紋及尾端使螺絲可以在斷續之壓力下自行滾成配 合 之 陰 螺 紋 .同 時 在 孔 周 圍 之 材 料 可 以 更 輕 易 的 填 補 自 攻 螺 絲 螺 紋 及 牙 底 之 空 間 ,由 於 其 磨 擦 力 較 螺 紋 成 型 自 攻 螺 絲 為 小 ,因 此 可 以 使 用 在 更 厚 之 材 料 上 ,旋 轉 所 需 之 扭 矩 更 好 控 制 ,且 組 合 後 強 度 更 高 .螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 其 工 程 標 準 定 義 比 成 型 或 切 削 自 攻 螺 絲 在 材 料 ,熱 處 理 ,強 度 上 之 定 義 更 高 且 更 為 明 確 ,使 得 螺紋滾成自攻螺絲成為真正的”構造用”扣件. 鑽 尾 自 攻 螺 絲 (Se lf D rilling Ta pping Sc r e w s ) ─ 又 稱 為 Te c , 在 組 裝 自 攻 螺 絲 之 所 有 過 程 中 ,最 耗 費 成 本 的 是 預 鑽 孔 的 準 備 .自 攻 螺 絲 的 使 用 ,必 需 先 鑽 孔 .而 且 孔 徑 也 必 需 限 制 .無 需 預 鑽 孔 而 在 某 些 方 面 可 以 節 省 成 本 .這 就 是 集 鑽 , 攻 , 旋 緊 於 一 次 作 業 的 鑽 尾 自 攻 螺 絲 .鑽 尾 螺 絲 的 表 面 硬 度 及 心 部 硬 度 比 一 般 自 攻 螺 絲 高 一 點 ,這 是 因 為 鑽 尾 螺 絲 多 了 一 個 鑽 孔 之 作 業 ,另 外 鑽 尾 螺 絲 尚 需 作 貫 穿 詴 驗 ,用 以 測 詴 螺 絲 可 以 在 規 定 時 間 內 鑽 孔 並 攻 出 螺 紋 .上 述 為 四 種 主 要 自 攻 螺 絲 之 設 計 及 發 展 過 程 ,另 有 兩 種 為 特 殊 螺 紋 設 計 之 螺 絲 ,第 一 種 為 ;高 低 牙 自 攻 螺 絲 (H igh – Low Ta pping Sc re w s ) ─ 使 用 在 塑 膠 或 其 他 低 密 度 材 料 。 雙 螺 紋

設 計 , 高 螺 紋 ( 牙 部 外 徑 較 大 ) 具 有 更 平 更 尖 銳 螺 紋 角 為 30 度 之 螺 紋 型 式 . 低 螺 紋 (牙 部 外 徑 較 小 )具 有 一 60 度 之 螺 紋 角 ,牙 高 只 有 高 螺 紋 的 一 半 .高 低 螺 紋 之 組 合 設 計 降 低 了 旋 轉 扭 矩 ,改 善 了 拉 出 強 度 ,大 幅 降 低 了 組 合 工 件 破 裂 的 危 險 性 另 一 種 用 在 建 築 工 業 上 乾 墻 (D ryw a ll) 之 組 裝 用 途 上 . , 具 有 此 類 螺 紋 設 計 之 自 攻 螺 絲 特 別 適 合 於 塑 膠 ,零 件 板 及 木 頭 . 另 一 種 為 ; 雙 螺 紋 自 鑽 尾 喇 叭 頭 自 攻 螺 絲 (Tw in Le a d Se lf D rilling Point Ta pping Sc re w s ) ─ 組 裝 時 可 以 輕 易 旋 入 乾 墻 , 在 鋼 鐵 牙 條 上 自 鑽 一 洞 並 攻 出 配 合 之 陰 螺 紋 .其 喇 叭 頭 具 凹 入 之 承 受 面 可 以 在 旋 入 時 不 至 於 破 壞 到 壁 紙 或 石 膏 表 面 . 大 多 數 之 自 攻 螺 絲 均 屬 於 商 業 用 途 , 例 如 當 自 攻 螺 絲 以 組 合 螺 絲 ( SE MS ) 提 供 時 ,可 以 提 供 更 緊 密 之 服 務 .而 螺 絲 如 具 有 粗 細 螺 紋 特 殊 設 計 者 則 係 著 眼 於 組 裝後之防松. 2 工程標準 : 自攻螺絲之尺寸,機械性,功能性能有下列標準: A N SI/A SME B 18. 6. 4 ─ Thre a d Forming A nd Thre a d C utting Ta pping Sc re w s A nd Me ta llic D rive Sc re w s (Inc h Se rie s ) SA E J 933 ─ Me c ha nic a l a n d Q ua lity R e quire me nts For Ta pping Sc re w s SA E J 81 ─ Thre a d R olling Sc re w s SA E J 1237 ─ Me tric Thre a d R olling Sc re w s SA E J 78 ─ Ste e l Se lf -D rilling Ta pping Sc re w s FIP 1000 ─ Ta pping Sc re w s Pe rforma nc e Spe c ific a tions D IN 7500 ─ Thre a d R olling Sc re w s For IS O Me tric Sc re w s Thre a d D IN 7504 ─ Se lf -D ril ling Ta pping Sc re w s D ime ns ions, R e quireme nts A nd Te s ting ISO 2702 ─ H e a t -Tre a te d Ste e l Ta pping Me c ha nic a l Prope rtie s J IS B 1055 ─ Me c ha nic a l Prope rtie s For H ea t -Tre a te d Ste e l a nd Sta inle s s Ta pping Sc re w s 3. 1 螺 紋 型 式 : 標 準 自 攻 螺 絲 辨 識 字 符 , 包 括 代 表 螺 紋 及 尾 部 型 狀 之 符 號 . 自 攻 螺 絲 有 一 個 或 兩 個 代 表 螺 紋 的 字 符 用 以 代 表 機 械 螺 紋 或 寬 螺 紋 ( SPA C ED ). 如 帶 有 辨 識 字 符 ” B ” 代 表 為 寬 螺 紋 螺 絲 . 無 ” B ” 者 代 表 為 機 械 螺 紋 .尾 端 代 表 字 符 用 以 區 分 自 攻 螺 絲 為 螺 紋 成 型 ,切 削 ,滾 成 或 自 鑽 . 機 械 螺 紋 與 英 美 統 一 螺 紋 一 樣 具 有 60 度 之 螺 紋 角 及 粗 , 細 螺 紋 相 同 之 螺 距 , 如 果 在 拆 卸 後 螺 絲 遺 失 或 有 需 要 的 話 ,可 以 用 標 準 螺 紋 扣 件 代 替 之 . 寬 螺 紋 具 有 一 60 度 之 螺 紋 角 但 其 螺 距 則 較 寬 , 而 因 其 寬 螺 距 之 故 , 其 螺 紋 較 陡 因 此 其 螺 紋 導 程 比 機 械 螺 紋 為 大 .另 有 一 種 專 使 用 於 塑 膠 上 的 螺 紋 ,其 螺 紋 角 度 為 4 8 度 , 俗 稱 PT 牙 螺 絲 . 螺 紋 成 型 自 攻 螺 絲 A , A B, B , B P, C 等 型 式 目 前 已 逐 漸 為 螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 所 取

代 , 故 在 新 設 計 中 不 建 議 使 用 . A B , B , BP 不 同 處 僅 在 尾 部 形 狀 , A B 有 一 個 螺 紋 錐 尾 , B 有 一 個 鈍 尾 , BP 有 一 個 無 螺 紋 之 錐 尾 ,尖 尾 中 心 進 入 預 鑽 孔 並 開 始 使 螺 紋 成 型 . 螺 紋 切 削 自 攻 螺 絲 有 B F, B P, D , F, G 及 T 等 形 式 , B F, B P 為 寬 螺 紋 , 其 餘為機械螺紋. 辨 識 字 符 不 同 點 在 於 其 切 削 尾 .每 一 種 切 削 尾 都 有 一 個 可 以 收 集 切 削 下 廢 料 之 形 狀 . 如 果 自 攻 螺 絲 旋 入 盲 孔 ( 不 貫 通 之 孔 ), 則 其 碎 片 將 殘 留 且 密 封 於 孔 底 . 但如攻入貫通孔時, 則廢料將掉在工件的另一邊. 所以在選擇本型式自攻螺 絲時必需考慮及此, 廢料可能會造成污染, 掉進運轉中之零件或使電子基板 無法運作. 所 有 螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 均 為 機 械 螺 紋 , 與 英 美 統 一 螺 紋 粗 牙 一 樣 , 請 參 閱 SA E J 81 規 定 . 公 制 螺 紋 請 參 閱 SA E J 1237 及 D IN 7500 規 定 . 鑽 尾 自 攻 螺 絲 有 切 削 寬 螺 紋 B SD 及 機 械 螺 紋 C SD 兩 種 型 式 . 另 尚 有 特 殊 螺 紋 型 式 ,包 含 高 低 雙 螺 紋 ,同 時 各 種 攻 鑽 尾 亦 適 用 .因 為 攻 鑽 尾 及 螺 紋 性 質 ,鑽 尾 螺 絲 不 適 用 於 盲 孔 作 業 .在 組 裝 自 鑽 螺 絲 時 ,鑽 尾 需 完 全 穿 透 工 件 後 方 可 進 行 螺 紋 之 切 削 或 成 型 ,所 以 通 常 會 有 一 些 碎 屑 ,如 果 又 使 用 螺 紋 切 削 型 螺 紋 ,更 免 不 了 有 碎 屑 . 因 此 實 用 上 必 需 考 慮 此 一 問 題 . 有 關 於 B SD 及 C SD 鑽 尾 螺 絲 請 參 閱 SA E J 78 及 D IN 7504( 寬 螺 紋 ) 之 規 定 . 自 攻 螺 絲 螺 紋 最 重 要 的 是 牙 部 外 徑 ,如 果 過 大 ,會 導 致 組 裝 扭 矩 加 大 ,如 果 過 小 , 螺 紋 剪 斷 強 度 會 降 低 ,而 此 一 特 性 可 以 很 輕 易 地 由 分 厘 卡 或 卡 規 測 定 而 出 ,除 了 此 一 特 性 外 ,自 攻 螺 絲 不 需 任 何 螺 紋 量 測 ,其 理 甚 明 ,配 合 陰 螺 紋 乃 自 攻 螺 絲 攻 鑽 而 成 ,可 以 自 行 配 合 ,因 此 無 需 任 何 配 合 上 之 量 測 ,雖 然 如 此 ,但 製 造 上 仍 頇 注 意 A N A I/A SME B 18. 6. 4 的 規 定 : C . D . F . G 和 T 型 : 其 本 身 尺 寸 不 得 低 於 2 A 螺 紋 之 最 小 有 效 徑 ,也 不 可 大 於 最 大 牙 外 徑 .所 以 有 時 客 戶 會 依 此 規 定 要 求 .當 要 求 時 ,由 於 有 割 溝 的 限 制 ,環 規 無 法 順 利 檢 驗 ,在 螺 紋 的 量 測 上 頇 使 用 螺 紋 指 示 規 .另 有 兩 項 自 攻 螺 絲 螺 紋 特 性 值 得 一 提 的 是 : 螺 紋 成 型 之 自 攻 螺 絲 由 於 其 配 合 螺 紋 是 擠 壓 成 型 ,因 此 螺 絲 之 牙 底 徑 必 需 略 小 於 預 鑽 孔 , 以 便 有 空 間 容 納 工 件 上 被 擠 壓 而 出 之 材 料 .而 且 螺 紋 之 剪 斷 強 度 也 會 較 大 .螺 紋 切 削 之 自 攻 螺 絲 由 於 其 配 合 螺 紋 是 切 削 成 型 ,因 此 螺 絲 之 牙 底 徑 必 需 略 等 於 預 鑽 孔 ,而 其 預 置 扭 矩 較 小 ,破 斷 強 度 及 拉 出 強 度 也 比 較 低 . 自攻螺絲螺紋外徑與測詴鐵板孔徑比值 Type H ole Siz e H ole Siz e /d A A B F, TT d A A B F TT A A B F TT # 2 -3 2 # 2-3 2 # 2-56 0. 086 0. 076 0. 076 0. 073 0. 075 0. 884 0. 884 0. 849 0. 872 # 3 -2 8 # 3-2 8 # 3-48 0. 099 0. 081 0. 081 0. 081 0. 087 0. 818 0. 818 0. 818 0. 879 # 4 -2 4 # 4-2 4 # 4-40 0. 112 0. 0 86 0. 086 0. 096 0. 098 0. 768 0. 768 0. 857 0. 875

# 5 -2 0 # 5-2 0 # 5-40 0. 125 0. 107 0. 107 0. 101 0. 110 0. 852 0. 852 0. 808 0. 880 # 6 -1 8 # 6-2 0 # 6-32 0. 138 0. 116 0. 116 0. 120 0. 120 0. 841 0. 841 0. 870 0. 870 # 7 -1 6 # 7-1 9 … 0. 151 0. 129 0. 129 … … 0. 851 0. 851 … … # 8 -1 5 # 8-1 8 # 8-32 0. 164 0. 136 0. 136 0. 147 0. 147 0. 829 0. 829 0. 896 0. 896 # 9 -1 4 … … 0. 177 0. 149 … … … 0.842 … … … # 1 0-1 2 # 1 0-16 #1 0 -2 4 0. 190 0. 159 0. 159 0. 173 0. 166 0. 837 0.837 0. 911 0. 874 … … # 1 0-32 0. 190 … … 0. 177 0. 172 … … 0. 932 0. 905 # 1 2-1 1 # 1 2-14 #1 2 -2 4 0. 216 0. 188 0. 188 0. 199 … 0. 868 0. 868 0. 921 … # 1 4-1 0 … … 0. 242 0. 217 … … … 0. 895 … … … … 1/4 -14 1/4 -20 0. 250 … 0. 217 0. 228 0. 219 … 0. 866 0. 912 0. 876 … … 1/4 -28 0. 250 … … 0. 234 … … … 0. 936 … # 1 6-1 0 … … 0. 268 0. 238 … … … 0. 888 … … … # 1 8-9 … … 0. 294 0. 261 … … … 0.888 … # 2 0-9 … … 0. 320 0. 290 … … … 0.906 … … 5/16 -12 5/16 -18 0. 313 … 0. 272 0. 290 0. 277 … … 5/16 -24 0. 313 … … 0. 295 … … … # 2 4-9 … … 0. 372 0. 344 … … … 0.924 … … 3/8 -12 3/8 -16 0. 375 … 0. 328 … 0.339 … … … … … … 0. 870 0.928 0. 886 0. 944 … … … 0. 875 … 0. 904

每 寸 牙 數 越 多 ,組 裝 時 所 需 擠 壓 或 切 削 之 材 料 就 越 多 .因 此 機 械 螺 紋 一 般 比 寬 螺 紋 需 更 大 之 扭 矩 .但 牙 數 越 多 ,組 裝 後 之 剪 斷 強 度 越 大 ,抗 螺 紋 破 斷 及 螺 絲 拉 出越佳. 3. 2 頭 型 : 緊 固 件 一 端 製 成 增 大 形 狀 之 部 分 形 成 的 承 面 . A N SI/A SME B 18. 6. 4 對 自 攻 螺 絲 規 定 了 1 3 種 標 準 之 頭 型 . 請 參 照 B 18. 6. 4 第 1. 2 段 之 規 定 . 對 螺 紋 成 型 及 螺 紋 切 削 自 攻 螺 絲 而 言 , 13 種 中 之 5 種 - 平 頂 埋 頭 ( Fla t C ounte rs unk ), 扁 圓 埋 頭 ( O va l C ounte rs unk ), 盤 頭 ( Pa n ), 六 角 及 六 角 華 絲 頭 ( H e x a nd H e x w as he r H e a d ) 最 為 重 要 , 這 五 種 頭 型 佔 了 所 有 自 攻 螺 絲 幾 乎 90% 以 上 , 使 用 自 攻 螺 絲 應先考慮此五種頭型. 另 五 種 其 他 型 式 為 平 頂 凹 承 面 ( Fla t U nde rc ut ), 平 頂 整 緣 ( Fla t Trim ), 扁 圓 凹 承 面 ( O va l U nde rc ut ), 扁 圓 整 緣 ( O va l Trim ) 及 圓 柱 頭 ( 崗 山 頭 Fillis te r ) 為 比 較 次 要 頭 型 , 而 香 菇 頭 ( Trus s ), 圓 頭 ( R ound ) 及 100 度 平 頂 埋 頭 為 新 設 計 所 不 取 , 蓋 其 功 用 可 為 其 他 頭 型 所 取 代 , 盤 頭 可 取 代 香 菇 頭 及 圓 頭 , 82 度 平 頂 埋 頭 可 取 代 100 度 平 頂 埋 頭 . 螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 頭 型 之 選 擇 與 上 同 , 使 用 主 要 考 慮 為 平 頂 ,扁 圓 頂 ,盤 頭 ,六 角頭及六角華司頭五種.

鑽 尾 螺 絲 以 平 頂 ,扁 圓 頂 ,盤 頭 及 六 角 華 司 頭 最 為 普 遍 ,六 角 頭 之 所 以 不 使 用 ,實 因 在 鑽 孔 過 程 中 ,需 施 壓 力 於 旋 緊 工 具 上 以 支 撐 工 具 進 行 鑽 孔 作 業 .因 此 都 使 用 十 字 平 頂 ,扁 圓 頂 ,盤 頭 或 六 角 華 司 頭 . 雖 然 美 國 國 家 標 準 只 規 定 13 種 標 準 頭 型 , 但 其 他 頭 型 在 商 業 用 途 上 依 然 可 使 用 , 如 乾 墻 螺 絲 所 使 用 之 喇 叭 頭 ,薄 餅 頭 及 其 他 依 設 計 使 用 之 特 殊 頭 型 ,製 造 商 可依其他資料製造. 承 面 - 支 撐 或 定 位 結 件 的 部 分 ,通 常 通 過 承 面 來 裝 卸 螺 絲 .承 面 有 兩 種 基 本 類 型 ,平 型 承 面 (與 結 件 桿 部 垂 直 )和 錐 型 承 面 (與 結 件 桿 部 形 成 角 度 )前 者 在 多 數 情況下為承受作用於結件的負荷力而服務, 後者除延續平型承面相同的功用 外 ,還 可 用 於 定 位 .有 錐 形 承 面 的 結 件 通 常 所 指 的 是 埋 頭 頭 型 .頭 型 的 不 同 應 用 , 初步取決於承面的功能及頭部傳送轉力矩的能力. 常用平型承面的螺栓和螺栓類型 平 頭 : 可 替 代 圓 頭 和 蘑 菇 頭 的 新 設 計 ,頭 部 低 直 徑 大 ,頭 部 週 邊 圓 周 沿 接 表 示 特 性 的 高 型 邊 緣 ,使 其 對 於 高 強 度 的 扭 矩 發 揮 驅 動 作 用 ,與 穴 頭 在 頭 型 方 面 有 微小差別. 圓頭 : 是過去最常用的頭型. 頂 柱 頭 : 標 準 的 扁 圓 頂 柱 頭 的 直 徑 較 圓 頭 小 ,但 由 於 槽 深 的 關 係 因 而 比 較 高 , 較 小 的 直 徑 使 作 用 於 小 面 積 的 壓 力 增 大 ,可 緊 密 組 合 於 击 緣 及 增 高 的 表 層 .由 於 在 為 保 證 集 中 性 而 設 置 的 鑽 孔 模 具 中 打 頭 ,它 們 可 以 被 成 功 的 應 用 於 內 鑽 孔 的穴中. 圓 頂 寬 邊 頭 : 因 頭 下 內 切 束 縛 和 減 弱 了 對 於 電 線 組 成 部 分 的 磨 損 ,因 而 最 普 遍 的 應 用 於 電 器 及 收 錄 機 中 ,為 中 低 頭 型 以 其 較 充 分 的 承 面 提 供 了 較 有 吸 引 力 的設計類型. 大 圓 頭 : 也 稱 橢 圓 頂 寬 邊 頭 ,是 一 種 低 型 ,巧 妙 設 計 的 大 直 徑 頭 型 .當 附 加 作 用 的 組 合 公 差 允 許 時 ,可 用 於 覆 蓋 具 有 較 大 直 徑 的 金 屬 板 洞 .也 可 建 議 用 平 頭 替 代. 一 字 槽 頭 型 : 這 是 一 種 創 造 性 的 防 松 頭 型 ,一 旦 組 合 不 易 解 除 ,但 卻 可 用 一 般 標 準 的 螺 絲 起 子 起 動 .這 項 簡 單 的 設 計 通 常 可 以 解 決 組 合 中 的 成 本 問 題 ,增 加 生 產 數 量 ,為 製 造 過 程 創 造 驚 人 的 經 濟 利 益 . 六角承穴頭 : 一種具扳手頭高兼有六角頭型尺寸的結件. 六角形完全由反孔

的 模 具 冷 間 成 型 ,頭 部 頂 端 有 一 處 明 顯 的 凹 陷 . 六角承穴華司頭 : 如標準的六角承穴頭型, 但同時在頭部基底有一華司面起 到保護裝配的完成, 以免扳手損壞. 有時候事物的作用遠比外觀重要. 六 角 頭 : 這 是 一 種 扭 矩 作 用 於 六 角 頭 部 的 標 準 類 型 ,有 將 銳 利 的 尖 角 修 整 到 接 近 公 差 範 圍 的 特 點 .可 被 推 薦 於 一 般 商 業 用 ,也 可 適 用 於 各 種 標 準 的 模 式 和 各 種 螺 紋 直 徑 .因 其 必 需 的 第 二 道 工 序 使 其 比 一 般 六 角 承 穴 貴 . 承 窩 頭 : 圓 柱 體 頭 部 內 有 較 深 的 六 角 承 穴 , 常 見 的 有 高 強 度 承 窩 頭 的 Cap Sc re w . 較 深 的 承 穴 使 高 轉 力 矩 作 用 於 結 件 上 . 十 二 點 : 高 圓 柱 體 頭 型 上 布 十 二 個 外 點 ,有 華 司 面 承 受 施 予 結 件 的 負 荷 .由 於 設計上為提供高度的扭矩帶來便利, 因此常用於高強度的結件. 梅 花 頭 : 一 中 等 高 度 的 六 角 小 葉 型 頭 型 兼 帶 華 司 承 面 .它 的 設 計 包 括 直 面 與 華 司 面 垂 直 ,扭 矩 承 面 在 圓 形 突 出 的 部 分 (小 葉 中 )傳 輸 力 矩 .這 樣 的 設 計 最 高 程 度 的 利 用 了 外 驅 動 系 統 ,使 力 矩 能 夠 發 揮 到 極 至 .高 轉 力 矩 的 傳 輸 沒 有 改 變 頭 部自身. 常用錐形承面的螺栓和螺栓類型 平 頂 埋 頭 - 標 準 角 度 為 80~ 82 度 , 用 於 表 面 需 緊 密 接 合 的 緊 固 件 . 承 面 部 位 可 提供良好的中心性. 扁 圓 埋 頭 - 全 稱 為 ” O va l C ounte rs unk ” , 這 種 頭 形 類 似 於 標 準 的 平 頂 埋 頭 , 但 應 用 更 廣 泛 .另 外 ,一 個 圓 形 , 整 齊 的 上 表 面 , 設 計 上 也 更 吸 引 人 . 小 平 頂 埋 頭 - 和 標 準 的 平 頂 埋 頭 , 扁 圓 埋 頭 一 樣 , 頭 角 為 的 80~ 82 度 , 只 是 承 頭 部 位 要 小 1/3, 用 於 簡 易 產 品 或 者 特 別 短 的 長 度 . 說 得 詳 細 點 , 它 用 於 標 準 的 埋 頭 孔 ,而 且 非 常 適 用 於 緊 密 配 合 件 . 平 頂 埋 頭 ( 埋 頭 10 0 度 ) – 這 種 特 殊 的 平 頂 埋 頭 螺 絲 正 逐 漸 應 用 於 要 求 緊 密 配 合 的 表 面 , 建 議 用 在 軟 的 材 質 上 以 分 解 壓 力 於 更 大 和 更 少 角 度 的 表 面 ,特 別 適 用 於 鋁 ,軟 塑 膠 等 . 3. 3 驅 動 系 統 (D rive Sys te m) : 驅 動 系 統 ,它 的 功 能 在 於 驅 動 及 傳 送 力 矩 將 緊 固 件 結 合 及 鬆 開 .在 整 個 系 統 中 , 扭 矩 的 充 分 傳 送 是 使 得 緊 固 件 變 得 實 用 最 重 要 的 一 點 .對 有 螺 紋 的 緊 固 件 來 說 , 有 兩 種 基 本 的 驅 動 系 統 , 一 個 是 外 部 驅 動 系 統 ,一 個 是 內 部 驅 動 系 統 .外 部 驅 動

系 統 其 驅 動 要 素 是 在 整 個 頭 部 ,扳 手 在 外 面 工 作 .而 內 部 驅 動 系 統 其 驅 動 要 素 是 在 緊 固 件 的 頭 部 ,扳 手 在 裏 面 操 作 .一 般 而 言 , 內 部 驅 動 型 對 螺 絲 而 言 允 許 較 高之扭矩. 外部驅動系統的頭形 : 六角頭, 六角驅動系統, 十二棱頭驅動系統等. 一 字 槽 是 最 古 老 的 一 種 槽 型 ,對 所 有 的 驅 動 系 統 來 說 這 也 是 最 普 遍 的 ,割 溝 製 造 方 式 有 兩 種 : 一 種 是 在 完 整 頭 型 之 螺 絲 上 以 割 溝 機 械 修 出 割 溝 ,另 一 種 則 是 在 成 型 鍛 造 時 一 次 成 型 .一 次 成 型 割 溝 比 較 經 濟 ,因 為 它 無 需 二 次 加 工 ,但 在 某 些 方 面 仍 有 問 題 ,例 如 六 角 頭 或 六 角 華 司 頭 使 用 直 接 成 型 , 則 由 於 凹 陷 ( Inde nte d ) 處 之 故 將 使 割 溝 深 難 以 測 量 , 更 嚴 重 的 是 會 減 少 螺 絲 與 起 子 的 接 合 面 ,直 接 成 型 用 在 圓 頭 時 ,接 合 面 不 變 ,但 是 成 型 壓 力 將 迫 使 頭 徑 加 大 ,特 別 是 在 割 溝 處 兩 側 ,在 某 些 頭 型 使 用 直 接 成 型 時 ,頭 部 尺 寸 相 當 難 以 控 制 . 割 溝 為 凹 陷 的 一 種 型 式 ,對 所 有 頭 型 除 了 平 頂 整 緣 及 扁 圓 頂 整 圓 外 都 是 標 準 型 式 , 對 每 種 頭 型 之 割 溝 尺 寸 規 定 在 B 18.6. 4. 割 溝 特 別 適 合 於 手 工 組 合 , 但 不 適 合 半 自 動 或 全 自 動 裝 配 .這 種 驅 動 系 統 的 效 果 取 決 於 頭 部 的 高 度 和 平 整 度 ,像 平 頭 和 崗 山 頭 ,這 是 因 為 頭 高 越 大 ,割 槽 越 深 ,而 頭 部 越 平 整 ,驅 動 力 就 會 更 靠 近 頭 部 的 外 緣 ,扭 矩 更 有 效 .若 在 實 際 應 用 時 ,要 求 更 高 的 扭 矩 ,剪 切 是 一 個 問 題 .即 使 是 較 深 的 結 合 ,在 驅 動 起 子 和 一 字 槽 之 間 也 很 難 找 到 很 好 的 配 合 .而 目 前 存 在 於 驅 動 器 和 緊 固 件 之 間 的 空 隙 ,會 引 起 不 垂 直 性 .當 驅 動 器 在 外 力 作 用 下 沒 有 垂 直 時 ,起 子 會 損 壞 一 字 槽 的 邊 緣 而 引 起 剪 切 . 頭 部 越 小 或 者 越 圓 ,這 種 現 象 越容易發生. 一 字 槽 不 太 適 用 於 快 速 安 裝 ,例 如 裝 配 線 上 ,驅 動 起 子 會 從 槽 的 一 端 滑 到 另 一 端 , 如 果 驅 動 起 子 的 中 心 基 本 和 緊 固 件 的 中 心 對 齊 ,則 驅 動 起 子 有 效 .如 果 沒 有 對 齊 ,那 肯 定 會 導 致 頭 部 損 壞 ,同 樣 ,驅 動 起 子 也 可 能 旋 落 到 表 面 ,直 接 作 用 在 緊 固 件 上 ,引 起 損 壞 .隨 著 扭 矩 加 大 的 需 要 ,也 要 求 載 入 以 防 止 剪 切 . 一 字 槽 不 存 在 製 作 問 題 ,但 在 大 多 數 情 況 下 ,也 確 實 需 要 第 二 次 割 槽 成 形 ,驅 動 起 子 的 有 效 性 目 前 並 沒 有 問 題 .一 字 槽 最 適 用 於 那 些 不 要 求 高 扭 矩 的 地 方 ,尤 其 是 那 些 需 要 在 許 多 不 同 的 環 境 下 裝 卸 和 調 整 的 ,最 好 的 例 子 就 是 化 油 器 上 的 調 整 螺 絲 .同 樣 這 種 槽 型 也 常 用 在 易 消 耗 的 ,需 修 理 和 拆 卸 的 緊 固 件 上 ,例 如 : 割草機, 旋轉設備等等. 為 了 因 應 自 動 化 裝 配 的 大 量 採 用 而 發 展 出 一 些 凹 陷 頭 型 ,其 保 留 了 高 扭 矩 ,作 業 容 易 且 高 速 裝 配 , 同 時 有 相 當 多 之 頭 型 使 用 相 當 普 遍 , B18. 6. 4 承 認 了 其 中 三 種 型 式 為 標 準 . 均 為 十 字 穴 , 分 別 為 型 I 十 字 ( Philips ), 型 IA 米 字 ( Poz idriv ), 型 II ( F re a rs on ). 尺 寸 請 參 照 18. 6. 4 規 定 . 型 II 最 早 發 展 出 來 , 接 下 來 是 型 I, 型 IA 則 為 型 I 之 改 良 型 , 其 中 型 I 及 型 IA 最 為 普 遍 , 型 II 則 需 求 越 來 越 少 .

十 字 槽 源 自 十 字 形 槽 穴 範 疇 , 像 十 字 路 口 .十 字 槽 的 邊 傾 斜 交 於 槽 底 部 的 中 間 , 通 常 位 於 緊 固 件 頭 部 的 中 心 .它 相 對 比 較 深 ,能 夠 幫 助 驅 動 起 子 校 正 .有 時 槽 深 已 經 到 達 緊 固 件 的 頸 部 ,在 這 種 情 況 下 ,緊 固 件 的 強 度 極 限 被 潛 在 的 削 弱 .它 僅 適 用 於 從 低 到 中 的 扭 矩 需 要 ,因 為 它 的 無 法 避 免 的 易 滑 出 性 ,這 也 是 由 槽 形 的 斜 邊 造 成 的 . 總 的 來 說 , 每 英 寸 1.7 磅 - 1 磅 的 扭 矩 , 不 會 引 起 滑 出 , 但 超 過 這 個 數 值 的 扭 矩 作 用 在 十 字 槽 上 時 , 就 會 導 致 滑 出 ,惡 性 迴 圈 .許 多 時 侯 , 這 種 惡 性 迴 圈 會 使 得 緊 固 件 的 槽 形 徹 底 失 去 工 作 能 力 .這 種 惡 性 迴 圈 同 樣 會 引 起 驅 動 起 子 的 損 耗 ,在 很 多 情 況 下 工 具 的 壽 命 都 會 縮 短 , 增 加 成 本 .十 字 槽 具 備 良 好 的 校 正 性 ,適 用 於 自 動 裝 配 線 .製 作 上 沒 有 任 何 問 題 , 在 頭 部 成 形 時 一 次 成 形 ,不 需 要 再 做 第 二 次 加 工 .工 具 應 用 廣 泛 .適 用 於 手 動 和 自 動 裝 配 線 上 低 扭 矩 要 求 的 埸 合, 例如 : 超薄鋼板到薄鋼板, 薄鋼板到軟木, 軟塑膠. FR EA R SO N R EC ESS 是 另 一 種 十 字 槽 , 俗 稱 “ re e d & pric e ” 槽 . ( 參 照 18. 6. 4 型 II 規 定 ) 它 的 設 計 非 常 類 似 於 十 字 槽 , 但 是 槽 的 邊 是 垂 直 的 , 而 且 底 部 是 尖 的 . 因 為 這 些 細 微 的 差 別 , FR EA R SO N 具 有 比 十 字 槽 更 優 越 的 驅 動 性 能 , 但 也 同 樣 會 有 一 些 缺 點 ,會 有 滑 出 現 象 .這 種 驅 動 系 統 能 夠 用 於 低 到 中 扭 矩 要 求 的 埸 所 ,扭 矩 越 大 ,槽 形 和 工 具 損 壞 程 度 越 大 ,目 前 製 作 沒 有 問 題 . 由 於 這 種 驅 動 系 統 應 用 不 是 很 廣 泛 ,相 應 的 驅 動 器 供 應 有 限 ,在 評 估 時 需 考 慮 到 這 一 點 . 凡 是 十 字 槽 能 夠 使 用 的 地 方 , FR EA R SO N 也 能 夠 使 用 , 有 些 埸 合 不 適 宜 用 十 字 槽 的 ,也 可 以 用 . 米 字 槽 是 一 種 十 字 形 槽 穴 , 它 是 在 克 服 上 述 兩 種 槽 形 的 缺 點 上 發 展 起 來 的 .基 本 設 計 類 似 於 十 字 槽 , 但 有 額 外 的 凹 槽 , 俗 稱 ” 肋 骨 ” .適 用 於 低 到 中 扭 矩 要 求 的 埸 所 , 相 對 於 前 兩 種 槽 形 有 很 大 的 改 善 , 能 夠 大 大 減 少 滑 出 的 機 率 .米 字 槽 也 要 求 e nd -loa ding 以 防 止 滑 出 , 但 可 以 承 受 更 高 的 扭 矩 而 不 會 傷 害 槽 和 驅 動 起 子 .由 於 其 基 本 設 計 類 似 於 十 字 槽 ,也 具 有 良 好 的 中 心 度 , 適 用 於 自 動 裝 配 線 . 米 字 槽 的 成 型 工 藝 類 似 於 十 字 槽 , 也 是 在 頭 部 成 形 時 一 次 成 形 ,不 需 要 第 二 次 加 工 .工 具 容 易 獲 得 ,但 要 獲 得 最 佳 效 果 ,應 使 用 米 字 槽 專 用 工 具 ,有 些 人 嘗 詴 著 用 十 字 槽 驅 動 工 具 ,但 效 果 並 不 好 .由 於 米 字 槽 的 優 越 性 , 凡 是 上 述 兩 種 槽 形 能 夠 應 用 的 埸 合 ,它 都 能 用 .也 能 用 在 較 大 的 扭 矩 , 例 如 重 型 薄 板 和 薄 板 ,螺 紋 切 割 機 和 螺 紋 成 型 機 ,可 塑 性 材 料 做 的 緊 固 件 ,和 自 動 機 器 上 的 要 求 低 扭 矩 的 螺 絲. 六 角 穴 承 窩 驅 動 系 統 正 如 他 的 名 字 所 表 示 的 ,在 緊 固 件 的 頭 部 有 一 個 六 角 形 穴 , 常 用 Soc ke t he a d ca p s c re w s ” , 一 種 高 強 度 緊 固 件 . 六 角 穴 適 用 於 高 扭 矩 的 埸 合 . 對 這 種 驅 動 系 統 來 說 ,滑 出 不 是 問 題 , 但 由 於 驅 動 扳 手 和 緊 固 件 之 間 的 結 合 特 性 ,只 用 過 幾 次 ,穴 和 扳 手 就 會 變 形 .為 了 保 證 結 合 ,穴 和 工 具 的 尺 寸 都 有 一 個 通 用 的 公 差 , 但 這 也 只 能 減 少 實 際 表 面 接 觸 ,和 設 施 損 耗 . 這 種 類 型 的 緊 固 件 價 格 較 高 ,如 果 用 在 那 些 需 要 經 常 拆 卸 的 埸 合 ,將 大 大 增 加 成 本 .製 作 工 藝 上 沒 有

大 問 題 ,為 一 次 成 形 . 在 這 之 前 ,六 角 穴 需 要 經 過 兩 道 製 程 成 形 - 鑽 孔 和 衝 孔 . 適用的工具稱為”六角扳手”, 分為兩大類, 短臂和長臂. 六角扳手是六角 形 棒 鋼 彎 曲 成 L 形 ,對 於 固 定 的 尺 寸 ,長 臂 扳 手 長 度 比 例 比 短 臂 扳 手 要 大 ,其 有 效 性 沒 有 問 題 .在 自 動 裝 配 線 上 ,也 會 用 六 角 起 子 來 驅 動 .六 角 穴 通 常 用 於 高 扭 矩 的 埸 合 ,使 用 狀 況 是 否 理 想 很 大 程 度 上 取 決 於 反 覆 使 用 的 次 數 ,對 於 需 頻 繁 拆 卸 的 緊 固 件 ,它 並 不 經 濟 ,因 為 槽 和 工 具 易 變 形 ,增 加 成 本 .六 角 穴 多 用 於 中 型 設備和重型設備上裝配用的高強度緊固件. 齒 狀 六 角 穴 頭 (SPL I N E R EC ESS) 基 本 上 是 圓 形 的 , 在 承 窩 內 與 緊 固 件 軸 平 行 的 方 向 內 有 六 個 直 角 肋 .齒 狀 六 角 穴 頭 的 應 用 與 六 角 穴 頭 的 應 用 是 一 樣 的 , 是 用 於 高 扭 矩 場 合 . 它 的 設 計 確 是 使 六 角 穴 頭 及 工 具 的 磨 損 降 低 到 最 小 .齒 狀 六 角 穴頭的主要缺點是在製造穴頭及工具上. 穴頭由於其設計複雜, 必頇在緊固 件 打 頭 時 成 形 . 由 於 其 有 許 多 尖 銳 角 度 ,所 以 生 產 時 極 難 控 制 在 要 求 的 公 差 內 . 生 產 中 用 於 製 造 穴 頭 的 工 具 壽 命 極 短 ,因 此 一 般 會 增 加 緊 固 件 成 本 .對 於 生 產 驅 動 工 具 來 說 ,也 有 同 樣 的 問 題 .由 於 供 應 商 有 限 ,齒 狀 六 角 穴 驅 動 工 具 比 前 述 任 何 驅 動 工 具 難 以 買 到 .齒 狀 六 角 穴 頭 應 用 於 高 扭 矩 場合, 但由於製造困難經常產生供應問題 - 尤其需求量大時. 當選用驅動系 統時應把供應短缺考慮進去. TO R X R EC ESS ( 梅 花 穴 頭 ) : 梅 花 穴 頭 是 C a mc a r 公 司 設 計 專 利 . 它 的 設 計 解 決 了 所 有 上 述 穴 頭 驅 動 系 統 存 在 的 問 題 .梅 花 穴 頭 是 一 種 六 角 葉 片 設 計 ,具 有 直 的內邊及較淺的穴頭. 這種設計的扭矩傳遞是面支撐而不是像大部分穴頭的 點 支 撐 . 因 此 可 使 扭 矩 傳 遞 的 效 率 提 高 .直 邊 可 消 除 扭 轉 時 的 滑 動 趨 勢 及 端 部 負 荷 .這 些 均 使 梅 花 穴 頭 在 實 踐 中 有 最 好 的 驅 動 結 合 以 傳 遞 扭 矩 .事 實 上 由 於 梅 花 穴 頭 一 般 比 其 他 穴 頭 淺 ,這 意 味 著 扭 緊 力 不 會 因 為 穴 頭 深 度 而 產 生 損 失 . 這 種 設 計 有 著 極 其 優 良 的 特 性 使 它 成 為 自 動 裝 配 線 上 理 想 的 工 具 .在 製 造 中 亦 無 問 題 .穴 頭 是 在 打 頭 進 程 中 成 形 的 .由 於 梅 花 穴 頭 有 著 許 多 圓 弧 ,而 不 是 直 角 , 製 造 工 具 磨 損 也 不 明 顯 .嚴 格 的 公 差 保 證 了 最 大 的 結 合 . 另 外 梅 花 穴 頭 有 多 個 專 利 商 可 為 用 戶 提 供 多 種 貨 源 .工 具 可 從 許 多 來 源 獲 得 . 梅花穴頭對任何扭矩應用要求, 無論對手動或自動裝配均是極適用的. 它的 設 計 可 消 除 滑 動 , 因 此 可 傳 遞 更 大 的 扭 矩 ,更 長 的 穴 頭 壽 命 及 製 造 工 具 壽 命 .這 些 優 點 均 可 降 低 緊 固 件 的 成 本 .梅 花 穴 頭 可 以 應 用 於 大 扭 矩 場 合 ,尤 其 是 重 復 使 用 ,如 重 型 機 器 及 設 備 . 梅 花 穴 頭 可 用 於 自 動 裝 配 .這 是 因 為 穴 頭 不 會 因 變 形 而 需 返 工 , 工 具 有 很 長 的 使 用 壽 命 ,工 人 疲 勞 導 致 的 操 作 錯 誤 也 因 此 而 減 少 .在 應用中及自動工業上, 梅花穴頭正越來越受歡迎. 梅花穴頭適用於幾乎任何 高速裝配的場合. 外 六 角 : 外 六 角 驅 動 系 統 是 通 用 頭 型 並 被 廣 泛 應 用 .它 被 用 於 多 種 扭 矩 要 求 的 自 動 裝 配 .其 適 用 於 中 , 低 扭 矩 場 合 .在 高 扭 矩 場 合 ,同 六 角 穴 頭 的 問 題 是 一

樣 的 .這 樣 緊 固 件 頭 部 將 變 形 且 驅 動 工 具 會 磨 損 .因 為 壓 力 而 導 致 的 裂 紋 ,用 於 驅動六角頭的套筒壽命經常很短. 這將大大增加緊固件的成本. 有 兩 種 類 型 的 六 角 頭 驅 動 系 統 . 它 們 的 製 造 不 同 . 六 角 凹 頭 (IN D EN T H EX ) 是 一 种 經 濟 的 頭 型 .它 是 打 頭 時 一 併 成 型 的 , 無 需 兩 次 工 序 . 整 緣 六 角 頭 (TR IM MED H EX ) 是 較 貴 的 一 種 . 打 頭 後 , 再 第 二 道 工 序 加 工 六 角 面 . 這 會 使 角 度更尖銳, 有利使用性能並且外觀好看. 另外, 兩種類型的六角頭有時頭部 會開槽, 這樣有必要時亦可用起子驅動. 驅 動 工 具 相 當 普 及 .外 六 角 適 用 於 手 動 , 自 動 裝 配 的 中 , 低 扭 矩 使 用 場 合 .額 定 扭矩一定要記住. 當緊固件及其驅動工具變形時, 其餘系統應當重新檢查. 外六角頭緊固件在各種鋼板的裝配非常有用. 十 二 棱 頭 : 十 二 棱 驅 動 系 統 是 高 強 度 外 扳 手 系 統 主 要 用 於 飛 機 工 業 .十 二 棱 設計是基於圓柱加上適度的頂點 - 正如名稱所指 - 十二棱. 當用於飛機工 業 時 , 會 沿 頭 部 中 心 鑽 孔 至 頭 部 高 度 的 2/3 高 處 以 減 少 重 量 . 十 二 棱 主 要 用 於 高 強 度 緊 固 件 .這 種 緊 固 件 應 用 於 大 扭 矩 場 合 .這 種 頭 部 的 驅 動 是 使 用 相 同 結 構 的 套 筒 .十 二 棱 系 統 一 般 優 於 外 六 角 系 統 ,但 缺 點 是 一 樣 的 . 緊 固 件 驅 動 結 合 主 要是在棱上而不是在面上. 當重復使用時, 棱易於磨損變成圓形而使緊固件 扭轉不動. 驅動套筒還有一個缺點. 因為這種結構緊固件所承受的扭矩反作 用 在 套 筒 內 壁 而 導 致 開 裂 .這 種 緊 固 件 本 身 很 貴 , 該 缺 點 亦 增 加 其 成 本 .十 二 棱 結 構 的 製 造 比 許 多 其 他 類 型 的 結 構 難 , 但 它 亦 是 打 頭 中 成 型 的 .一 般 可 取 得 驅 動 工 具 . 十 二 棱 驅 動 系 統 商 業 上 用 於 高 強 度 場 合 . 尤 其 用 於 C O U N TER B O R E 場 合, 重型機器及設備以及飛機上. 外 梅 花 頭 : 梅 花 驅 動 系 統 適 用 於 所 有 外 扳 手 驅 動 場 合 .梅 花 型 驅 動 設 計 是 六 角葉狀, 有平行於緊固件軸線直邊, 高度適中. 葉狀在驅動時是面接觸而不 像 其 他 大 多 數 驅 動 系 統 為 點 接 觸 . 這 使 驅 動 力 矩 傳 遞 更 有 效 率 .梅 花 外 驅 動 系 統 可 用 於 任 何 扭 矩 要 求 , 但 它 最 適 用 與 高 , 中 扭 矩 場 合 .它 的 快 速 , 方 便 與 驅 動工具自動及結合使它極適合於自動裝配外梅花頭型像其他外頭型一樣用套 筒驅動. 由於它是用支撐面有效傳遞扭矩, 套筒基本上不會損壞, 因此節約 了 驅 動 工 具 之 成 本 , 從 而 大 大 降 低 高 速 , 大 量 應 用 時 的 緊 固 件 成 本 .緊 固 件 頭 部即使重復使用也絕不會變形. 這節約了在裝配時的緊固件成本, 服務及返 工 .梅 花 設 計 頭 部 易 在 嚴 格 公 差 內 成 型 , 所 有 製 造 也 沒 有 問 題 .工 具 也 可 從 幾 個 大 的 知 名 度 很 高 的 供 應 商 買 到 .這 種 頭 型 是 解 決 自 動 裝 配 問 題 包 括 工 具 損 壞 及 緊固件變形的方法. 梅花驅動適用於在手動或自動裝配要求高扭矩的大多場 合 .梅 花 頭 可 適 用 於 裝 配 ,汽 車 ,重 型 機 器 及 設 備 等 . 梅 花 頭 極 適 用 於 螺 紋 切 削 和螺紋成型自攻螺絲. 這時多餘扭矩是必頇的場合. 梅花頭用途是多種多樣 的. 3. 4 螺 絲 長 度 : 對 在 組 裝 時 保 證 螺 絲 完 全 螺 紋 與 結 合 件 厚 度 之 配 合 而 言 , 螺

絲 長 度 選 擇 非 常 重 要 . 平 均 螺 絲 長 度 應 等 於 結 合 長 ( 組 件 總 厚 度 )加 上 螺 絲 尾 端 . 螺 絲 尾 端 為 非 完 全 螺 紋 部 份 再 加 上 螺 紋 成 型 螺 絲 AB 或 BP 型 錐 尾 長 度 或 鑽 尾 螺 絲 鑽 尾 長 度 . 這 些 不 同 錐 尾 或 鑽 尾 長 度 各 規 範 均 有 規 定 , 且 B 18. 6. 4 附錄中有其計算公式. 例 如 我 們 要 使 用 1/4 ” -20 盤 頭 螺 紋 成 型 自 攻 螺 紋 來 組 裝 一 0. 25 ” 厚 及 一 0. 21 ” 厚 之 平 板 , 螺 絲 尾 端 最 大 長 度 為 0. 175 ” , 螺 絲 長 度 公 差 為 +0 -0. 03 ” . 則 螺 絲 長 度 應 為 0. 25+0. 21+0. 175+0. 03 = 0. 665 ” . 因 此 應 使 用 3/4 ” 長 之 螺 絲 . 此 時 結 合 後 暴 露 於 另 一 端 之 長 度 為 0. 75 -0. 21 -0. 25 = 0. 290 ” , 自 攻 螺 絲 一 般 適 合 於 1/8 ” 長度之增加. 4 材 料 , 熱 處 理 ,最 終 處 理 及 機 械 性 能 要 求 : 自 攻 螺 絲 可 由 碳 鋼 ,不 銹 鋼 ,銅 或 鋁 製 造 . 而 碳 鋼 自 攻 螺 絲 佔 了 絕 大 部 份 , 甚 至 超 過 95%, 鋼 鐵 材 料 以 外 材 質 之 自 攻 螺 絲 緊 在 J IS B 1055 附 屬 書 2 中 有 機 械 性 能 ( 硬 度 及 扭 力 強 度 ) 的 規 定 , 其 餘 並 無 國 家 規 範 或 其 他 公 認 規 範 ,對 於 機 械 性 能 一 般 由 採 購 者 和 製 造 廠 商 協 議 而 定 . 因 此 本 文 所 討 論 之 問 題 ,幾 乎 集 中 在 碳 鋼 材 料 . 4. 1 材 料 : 碳 鋼 自 攻 螺 絲 由 低 碳 鋼 所 製 成 , 當 客 戶 有 要 求 時 , 亦 有 使 用 中 碳 鋼 製 造 者 . 但 大 部 份 使 用 C 1018 – C 1022 材 料 ( 這 是 因 為 含 碳 量 要 在 0. 15% 以 上 在 熱 處 理 上 起 作 用 ). 原 材 料 線 材 大 都 經 伸 線 → 退 火 或 球 化 → 精 伸 線 等 過 程 以 符 合 其 成 型 條 件 .規 定 材 料 成 份 如 下 : 英制 1 自攻螺絲材料化學成份 自 攻 螺 絲 規 格 分 析 2 成 份 限 制 ,依 重 量 百 分 比 % 碳 錳 # 4 或 更 小 爐 內 分 析 0. 13 – 0. 25 0.60 – 1. 65 製 品 檢 查 0. 11 – 0. 27 0. 57 – 1. 71 # 5 到 1/2 英 寸 爐 內 分 析 0. 15 – 0.25 0. 70 – 1. 65 製 品 檢 查 0. 1 3 – 0. 27 0. 64 – 1. 71 1.公 制 螺 絲 並 無 特 別 要 求 及 限 制 其 化 學 成 份 . 2.爐 內 分 析 只 提 供 訂 單 資 訊 用 .製 品 檢 查 為 考 慮 螺 絲 心 部 的 碳 化 物 之 偏 析 . 4. 2 熱 處 理 : 自 攻 螺 絲 需 經 滲 碳 熱 處 理 以 獲 得 非 常 硬 之 表 面 以 便 進 行 螺 紋 攻 入 成 型 或 切 削 .經 滲 碳 及 調 質 熱 處 理 後 ,規 範 上 所 要 求 之 機 械 特 性 有 : 表 面 硬 度 : 一 般 自 攻 螺 絲 滲 碳 後 表 面 應 有 45 H R C 以 上 之 硬 度 , 以 便 能 攻 入 鐵 板 中 . 鑽 尾 螺 絲 的 表 面 硬 度 及 心 部 硬 度 要 比 一 般 自 攻 螺 絲 高 一 點 (J 78 要 求 表 面 硬 度 頇 有 50~ 56H R C), 這 是 因 為 鑽 尾 螺 絲 多 了 一 個 鑽 孔 之 作 業 . 為 達 日 常 測 詴 或 快 速 檢 查 之 目 的 , 表 面 硬 度 可 以 使 用 H R 15N , K noop 或 微 克 氏 微 小 硬 度 檢 查 . 這 些 方 法 的 選 擇 取 決 於 製 品 可 測 詴 面 積 的 尺 寸 .製 品 表 面 應 予 輕 微 的 處 理 後 , 再 測 詴 硬 度 值 . 如 果 硬 度 值 低 於 規 定 時 , 可 參 考 下 列 敘 述 之 方 法 : 使 用 500g 荷 重

之 K noop 或 3 00 g 之 微 克 氏 微 小 硬 度 機 在 製 品 表 面 下 0. 002 英 寸 之 位 置 讀 取 硬 度 值 , 如 果 全 滲 碳 深 度 為 0. 004 英 寸 和 以 下 時 , 可 以 使 用 100g 荷 重 在 表 面 下 0. 001 英 寸 之 位 置 測 詴 .當 檢 測 表 面 硬 度 和 滲 碳 深 度 時 ,為 確 保 鑲 埋 材 料 能 適 當 支 撐 , 讀 值 將 取 自 從 中 心 到 超 過 中 心 線 的 範 圍 內 之 縱 剖 面 測 量 .樣 品 應 能 在 鑲 埋 材 料 中 得 到 適 當 的 支 撐 .測 詴 時 在 顯 微 鏡 上 量 測 樣 品 截 斷 面 之 外 徑 時 ,最 少 應 有 原 樣 品 外 徑 95 %以 上 . 滲 碳 深 度 : 滲 碳 深 度 相 當 重 要 ,滲 碳 太 淺 ,螺 絲 無 法 正 確 進 行 組 裝 作 業 ,滲 碳 太 深 ,中 心 之 扭 矩 及 延 展 性 會 受 到 影 響 .一 般 自 攻 螺 絲 滲 碳 深 度 的 測 詴 頇 在 螺 絲 截 斷 面 的 中 點 ( 最 少 應 有 原 樣 品 外 徑 95 % 以 上 ) 的 牙 山 上 的 中 點 上 量 測 , ISO 2 7 0 2 規 定 小 於 ST 3 . 9 的 螺 絲 可 以 在 牙 谷 處 往 中 心 部 量 測 . 回 火 後 心 部 硬 度 : 心 部 硬 度 應 在 螺 絲 截 斷 面 上 靠 近 尾 端 之 完 全 的 牙 底 徑 (平 行 處 )處 由 牙 底 徑 至 半 徑 的 中 間 點 處 測 量 . 顯 微 組 織 : 以 金 相 法 檢 視 時 ,表 面 與 心 部 間 應 無 帶 狀 肥 粒 鐵 產 生 .肥 粒 鐵 顯 現 表 示 熱 處 理 不 完 全 ( 加 熱 溫 度 不 足 ; 或 淬 火 速 度 過 慢 導 致 肥 粒 鐵 先 析 出 於 晶 界 ). 對於有強度要求者可能降低其特性. 公 制 三 角 牙 自 攻 螺 絲 熱 處 理 後 之 硬 度 要 求 單 位 : mm 要 求 項 目 尺 寸 SA E J 1237 D IN 7500 表 面 硬 度 所 有 尺 寸 45 H R C Min. 450 H V Min(1) 心 部 硬 度 所 有 尺 寸 28 ~ 38 H R C 240 ~ 370 H V (2) 滲 碳 深 度 M2 ~ M2. 5 0. 05 ~ 0. 1 8 0. 04 ~ 0. 12 M3 ~ M3. 5 0. 05 ~ 0.18 M4 ~ M5 0. 10 ~ 0. 23 0. 10 ~ 0. 25 M6 ~ M8 0. 13 ~ 0. 28 0. 15 ~ 0. 28 M10 0. 15 ~ 0. 32 M12 --(1) 使 用 H V 0. 3 荷 重 測 詴 . (2) 使 用 H V 5 荷 重 測 詴 . (3) SA E J 1237 公 制 寬 牙 自 攻 螺 絲 熱 處 理 後 之 硬 度 要 求 單 位 : mm 要 求 項 目 尺 寸 IS O 2702 D IN 7504 D IN 267/12 J IS B 1055 表 面 硬 度 所 有 尺 寸 450 Min(1) 560 Min(1) 450 Min(1) 4 50 Min(1) 心 部 硬 度 所 有 尺 寸 270 ~ 390 (3) 270 ~ 425 (2) 270 ~ 390 (1) 270 ~ 390 滲 碳 深 度 ST2. 2 ~ 2. 6 0. 04 ~ 0. 10 --- 0. 04 ~ 0. 10 0. 04 ~ 0. 10 ST2. 9 ~ 3. 5 0. 05 ~ 0.18 0. 05 ~ 0. 18 0. 05 ~ 0. 18 0. 05 ~ 0. 18 ST3. 9 ~ 5. 5 0. 10 ~ 0.2 3 0. 10 ~ 0. 23 0. 10 ~ 0. 23 0. 10 ~ 0. 23 ST6. 3 ~ 8. 0 0. 15 ~ 0.28 0. 15 ~ 0. 28 0. 15 ~ 0. 28 0. 15 ~ 0. 28 (1) 使 用 H V 0. 3 荷 重 測 詴 . (2) 使 用 H V 0. 5 荷 重 測 詴 . (3) ST3. 9( 含 ) 以 下 使 用

HV 5 荷 重 測 詴 , ST4. 2( 含 ) 以 上 使 用 H V 10 荷 重 測 詴 英制自攻螺絲熱處理後之硬度要求 要 求 項 目 尺 寸 SA E J 78 SA E J 81 SA E J 933 表 面 硬 度 所 有 尺 寸 50 ~ 56 H R C 45 H R C Min. 45 H RC Min. 心 部 硬 度 所 有 尺 寸 32 ~ 40 H R C 28 ~ 38 H R C 28 ~ 38 HR C (2) 全 滲 碳 深 度 (1) # 4 到 # 6 0. 002 – 0.007 ” # 8 到 # 12 0. 004 – 0. 009 ” 1/4 或 以 上 0. 005 – 0. 011 ” (1) 全 滲 碳 深 度 之 測 詴 位 置 , 應 位 於 螺 紋 牙 腹 上 牙 山 到 牙 底 的 中 點 . 當 使 用 50 0 g 荷重之微小硬 度 機 測 詴 讀 值 轉 換 到 H R C 值 時 , 其 最 大 滲 碳 深 度 不 可 超 過 42 H R C . (2) 硬 度 應 不 超 過 最 大 值 , 且 最 好 不 大 於 R oc kw e ll C 36 以 確 保 組 裝 與 使 用 時 不 致 損毀. 4. 3 表 面 處 理 : 大 部 份 自 攻 螺 絲 之 表 面 被 覆 係 使 用 鍍 鋅 或 磷 酸 鋅 披 覆 . 鍍 鎘 因 其 高 成 本 和 毒 性 因 此 使 用 的 很 少 ,如 果 外 觀 是 很 重 要 的 話 ,可 以 選 擇 鍍 鎳 或 鉻 . 表 面 處 理 會 產 生 兩 項 問 題 :其 一 為 ,表 面 處 理 不 僅 會 加 大 尺 寸 (例 如 孔 穴 的 縮 小 等 )且 不 同 的 表 面 處 理 會 影 響 扭 矩 ,旋 緊 程 度 ,強 度 間 之 關 係 ,所 以 在 做 攻 入 詴 驗 時 頇 依 鍍 鋅 ,鍍 鎘 或 磷 酸 鹽 處 理 做 不 同 之 規 定 .在 測 詴 適 用 攻 鑽 孔 徑 時 ,所 使 用 之 螺 絲 必 需 是 同 一 表 面 處 理 之 螺 絲 .其 二 為 ,高 硬 度 ,小 尺 寸 之 自 攻 螺 絲 常 因 氫 脆 化 導 致 使 用 失 敗 .自 攻 螺 絲 為 了 要 攻 入 鐵 板 中 ,不 得 不 予 滲 碳 處 理 .在 滲 碳 處 理 後 會 產 生 高 硬 度 及 高 碳 含 量 ,當 以 此 狀 況 做 電 鍍 或 酸 洗 處 理 時 會 產 生 氫 脆 化 . 規範上所建議消除氫脆的方法為: a ). 電 鍍 或 酸 洗 處 理 後 1 小 時 內 實 施 烘 烤 . b). 溫 度 375 ~ 425 oF(190 ~ 220 oC ). c ). 時 間 至 少 4 小 時 . 氫脆化測詴 : 氫脆化測詴主要是要測詴自攻螺絲是否殘留氫在螺絲組織中 及 是 否 會 使 得 螺 絲 產 生 脆 化 ,(通 常 脆 斷 不 是 一 下 子 就 發 生 ,且 頇 施 予 一 定 之 應 力 才 會 顯 現 出 來 )電 鍍 或 披 覆 之 螺 絲 應 裝 入 如 表 3 所 規 定 之 測 詴 鐵 板 和 鋼 制 的 平 華 司 中 , 突 出 頭 型 螺 絲 頭 下 承 面 使 用 標 準 的 平 華 司 , 埋 頭 型 (O va l) 螺 絲 使 用 一 相 配 合 之 有 倒 角 間 隔 鋼 片 .裝 在 頭 下 承 面 之 平 華 司 或 間 隔 片 的 厚 度 應 能 符 合 螺 絲 的 最 大 無 效 牙 長 度 .對 於 半 牙 之 長 螺 絲 ,其 柄 部 可 以 使 用 較 長 之 冷 軋 鋼 制 的 間 隔 片 或 平 華 司 支 撐 ,以 保 證 完 全 牙 部 份 可 以 結 合 併 維 持 在 測 詴 鐵 板 厚 度 中 . 螺 絲 應 被 鎖 緊 到 最 大 破 斷 扭 矩 的 80% , 破 斷 扭 矩 是 以 鎖 緊 5 支 螺 絲 至 破 斷 以 其 平 均 值 決 定 , 繼 續 保 持 鎖 緊 持 續 24 小 時 後 , 再 將 螺 絲 旋 松 後 再 旋 至 原 鎖 緊 扭 力 , 螺絲應無明顯的失敗. 注 : SA E J 81 及 J 1237 已 有 規 定 鎖 在 已 攻 牙 之 內 螺 紋 中 且 規 定 鎖 緊 之 扭 矩 值 .

5 自 攻 螺 絲 之 功 能 性 : 自 攻 螺 絲 之 功 能 性 包 括 有 延 展 性 (D uc tility); 攻 入 測 詴 (D rive Te s e ); 攻 入 扭 矩 (D rive Torque ) 及 攻 速 測 詴 (D rive Spe e d) 等 . 如 下 所 述 : 延 展 性 (D uc tility) : 自 攻 螺 絲 經 滲 碳 處 理 → 淬 火 → 回 火 後 , 為 免 因 熱 處 理 不 當 導 致 過 硬 而 脆 性 增 加 致 破 斷 ,通 常 頇 測 詴 其 延 展 性 (韌 性 )狀 況 .測 詴 方 法 為 將 螺 絲 樣 品 置 入 一 經 硬 化 處 理 且 呈 某 一 角 度 角 度 的 測 詴 座 中 ,或 其 他 適 當 的 設 備 , 測 詴 座 的 孔 穴 依 A SME B 18. 6. 4 規 定 應 比 螺 絲 公 稱 直 徑 大 0. 020 – 0. 040 英 寸 (0. 5 – 1. 0mm). 施 以 軸 向 壓 力 於 螺 絲 頭 頂 部 , 壓 力 應 持 續 直 到 頭 下 承 面 與 螺 絲 軸 心 呈 現 某 一 角 度 的 永 久 彎 曲 .本 測 詴 可 以 使 用 瑯 頭 重 復 打 擊 直 到 永 久 彎 曲 . 若頭部分離即予拒收 各規範所規定之延展性測詴角度 F. I. P. 1000 SA E J 78 SA E J 81 A SME B 18. 6. 4 SA E J 1237 J IS B 1055 10O 5O 7O 10O 10O 10O ~ 15O 攻 入 測 詴 (D rive Te s e ) : 攻 入 測 詴 為 自 攻 螺 絲 最 主 要 之 特 性 , 當 自 攻 螺 絲 無 法 攻 入 組 合 之 鐵 板 中 則 將 失 去 其 主 要 功 能 .因 此 各 規 範 中 均 規 定 頇 做 攻 入 詴 驗 . B 18. 6. 4 規 定 了 尾 型 A B , B, B P, C , D , F, G 和 T( B F, B T, B G 不 在 此 限 ) 頇 作 組 裝 測 詴 .在 測 詴 時 ,螺 絲 必 需 旋 進 一 依 規 定 硬 度 ,厚 度 且 鑽 有 預 鑽 孔 之 鋼 板 中 ,旋 進 時 螺 紋 需 無 可 目 視 之 變 形 ,在 測 詴 時 無 扭 矩 限 制 .至 於 三 角 牙 之 螺 絲 (參 閱 SA EJ 78 , J 1237 , FIP 1000 , D IN 7500) 在 組 裝 測 詴 方 面 , 不 僅 要 求 旋 進 時 螺 紋 需 無 可 目 視 之 變 形 ,同 時 還 規 定 組 裝 測 詴 時 之 扭 矩 上 限 . 英制規格自攻螺絲之測詴鐵板厚度及孔徑尺寸 自 攻 牙 (寬 牙 ) 機 械 牙 Type A Type B 規 格 Type D , F, G, T Type TT (三 角 牙 ) 規格 板厚 孔徑 規格 板厚 孔徑 板厚 孔徑 板厚 孔徑 # 2 -32 0. 048 0. 076 #2 -32 0. 048 0. 076 #2 -56 0. 078 0. 073 0. 125 0. 075 # 3 -28 0. 048 0. 081 #3 -28 0. 048 0. 081 #3 -48 0. 094 0. 081 0. 125 0. 087 # 4 -24 0. 048 0. 086 #4 -24 0. 048 0. 086 #4 -40 0. 109 0. 096 0. 125 0. 098 # 5 -20 0. 048 0. 107 #5 -20 0. 048 0. 107 #5 -40 0. 109 0. 101 0. 125 0. 110 # 6 -18 0. 075 0. 116 #6 -20 0. 075 0. 116 #6 -32 0. 140 0. 120 0. 125 0. 120 # 7 -16 0. 075 0. 129 #7 -19 0. 075 0. 129 … … … … …

# 8 -15 0. 075 0. 136 #8 -18 0. 075 0. 136 #8 -32 0. 140 0. 147 0. 188 0. 147 # 9 -14 0. 075 0. 149 … … … … … … … # 1 0-12 0. 125 0. 159 #10 -16 0. 125 0. 159 #10 -24 0. 188 0. 173 0. 188 0. 166 … … … … … … # 10-32 0. 188 0. 177 0. 188 0. 172 # 1 2-11 0. 125 0. 188 #12 -14 0. 125 0. 188 #12 -24 0. 188 0. 199 … … # 1 4-10 0. 125 0. 217 … … … … … … … … … … 1 /4-14 0. 1875 0. 217 1/4 -20 0.250 0. 228 0. 250 0. 219 … … … … … … 1/4 -28 0. 250 0. 234 … … # 1 6-10 0. 1875 0. 238 … … … … … … … # 1 8-9 0. 1875 0. 261 … … … … … … … # 2 0-9 0. 1875 0. 290 … … … … … … … … … 5/16 -12 0. 1875 0. 272 5/16 -18 0. 313 0. 290 0. 312 0. 277 … … … … … … 5/1 6 -24 0. 313 0.295 … … … … 3/8 -12 0. 188 0. 328 3/8 -16 … … 0. 375 0. 339 1 . 鐵 板 之 要 求 為 0. 23% 以 下 之 低 碳 鋼 製 成 , 板 厚 公 差 ± 0. 002 ” ; 孔 徑 公 差 ± 0. 001 ” ; 硬 度 70 ~ 85 H R B. 尺 寸 參 照 A N SI B 18. 6. 4 ; FIP 1000 ; SA E J 81 ; J 933. 2. TY PE C 使 用 之 鐵 板 尺 寸 與 TY PE A 相 同 . 公制規格自攻螺絲之測詴鐵板厚度及孔徑尺寸 自 攻 牙 (寬 牙 ) 機 械 牙 (三 角 牙 ) D IN 267/ 12 J IS B 1055 規 格 D IN 7500 SA E J 1237 規格 ST2. 2 ST2. 6 ST2. 9 ST3. 3 ST3. 5 ST3. 9 ST4. 2 ST4. 8 ST5. 5 板厚 孔徑 板厚 孔徑 板厚 孔徑 板厚 孔徑 1. 3 -1. 2 1. 96 -1.91 1. 30 -1. 17 1. 955 -1. 905 M2 2. 0 1. 8 3. 0 1. 77 -- 2. 235 -2. 185 M2. 5 2. 5 2. 3 2. 25 1. 3 -1. 2 2. 47 -2.42 2. 465 -2. 415 M3 3. 0 2. 75 2. 70 -- 2. 730 -2. 680 M3. 5 3. 5 3. 2 3. 1 5 2. 1 -1. 9 2. 98 -2.93 2. 06 -1. 85 2. 970 -2. 920 M4 4. 0 3. 6 5. 0 3. 60 3. 29 -3. 24 3. 290 -3. 240 M5 5. 0 4. 6 4. 55 3. 49 -3. 44 3. 480 -3. 430 M6 6. 0 5. 5 6. 0 5. 40 3. 2 -3. 1 4. 08 -4.03 3. 23 -3. 10 4. 065 -4. 015 M8 8. 0 7. 4 8. 0 7. 30 4. 79 -4. 74 4. 785 -4. 735 M1 0 10. 0 9.3 10. 0 9. 20

ST6. 3 5. 1 -4. 7 5. 53 -5.48 5. 05 -4. 67 5. 525 -5. 475 M12 -- -- 12. 0 1 1. 00 ST 8. 0 6. 94 -6. 89 6. 935 -6. 885 J IS B 1055 之 鐵 板 碳 含 量 在 0. 23% 以 下 之 低 碳 鋼 , 硬 度 為 70 ~ 85 H R B (125 ~ 165 H B ) . SA E J 1237 之 鐵 板 為 低 碳 鋼 製 成 , 硬 度 為 75 ~ 90 H R B . 孔 徑 公 差 ± 0. 025mm. D IN 267/12 之 鐵 板 硬 度 為 72 ~ 87 H RB . D IN 7500 之 鐵 板 厚 度 及 孔 徑 公 差 無 規 定. 各規範對最大旋入扭力測詴之要求 尺 寸 D IN 7500 SA E J 1237 FIP 1000 尺 寸 SA E J 81 FIP 100 0

N . m N . m lb -in lb -in lb -in Phos . Zinc Phos . Zinc Phos . Zinc Phos. Zinc M2 × 0. 4 0. 3 0. 4 0. 6 4 5 # 2 -56 4. 5 6 4. 5 6 M2. 5 × 0. 45 0. 6 0. 8 1.0 7 9 # 3 -48 7. 5 9. 5 7. 5 9. 5 M3 × 0. 5 1. 0 1. 3 1. 7 11 15 # 4 -40 9 13 9 13 M3. 5 × 0. 6 1. 6 1. 9 2. 4 17 21 # 5 -4 0 12 16 12 16 M4 × 0. 7 2. 4 2. 6 3. 4 22 30 # 6 -32 14 20 14 20 M5 × 0. 8 4. 7 4. 8 6. 0 42 53 # 8 -32 25 32 25 32 M6 × 1. 0 8. 0 7. 5 9. 2 66 81 #10 -24 35 52 35 52 M8 × 1. 25 20 16 20 142 177 #10 -3 2 -- -- 35 52 M10 × 1. 5 39 28 35 248 310 1/4 -20 90 120 90 120 M12 × 1. 75 -- 46 55 -- -- 5/16 -1 8 1 80 240 180 240 3/8 -1 6 2 4 0 30 0 2 40 30 0 扭 力 強 度 測 詴 : 所 有 尺 寸 及 型 式 的 自 攻 螺 絲 均 需 作 扭 矩 測 詴 ,測 詴 時 將 螺 絲 裝 入 於 一 盲 孔 的 固 定 裝 置 中 ( 最 少 2 個 螺 紋 ), 螺 絲 頭 露 在 外 面 ( 最 少 2 個 螺 紋 ). 使 用 一 經 校 正 過 且 顯 示 精 度 低 於 ± 2% 之 扭 矩 設 備 施 以 扭 矩 直 至 螺 絲 斷 裂 ( 通 常 破 斷 處 位 於 螺 絲 柄 或 頭 頸 交 接 處 ), 所 測 出 之 扭 矩 至 少 需 等 於 規 定 值 或 更 高 者為合格. 各規範對公制自攻螺絲機械牙扭力強度之要求 尺 寸 D IN 7500 SA E J 1237 FIP 1000 TY . F, T 三 角 牙 N . m Min N . m Min lb -in Min lb -in Min M2 × 0. 4 0. 5 0. 7 4 6 M2. 5 × 0. 45 1. 0 1. 2 10 11 M3 × 0. 5 1. 5 2. 2 18 19 M3. 5 × 0. 6 2. 3 3. 5 27 31 M4 × 0. 7 3. 4 5. 2 41 46 M5 × 0. 8 7. 1 10. 5 83 9 3 M6 × 1. 0 12 17. 7 142 157 M8 × 1. 25 29 43. 0 354 380 M10 × 1. 5 59 87. 0 -- 77 0 M12 × 1. 75 -- 152. 0 -- -各 規 範 對 公 制 自 攻 螺 絲 自 攻 牙 (寬 牙 )扭 力 強 度 之 要 求 尺 寸 ISO 2702 J IS B 1055 D IN 7504 D IN 267/12 Min. N m Min. N m ST 2. 2 0. 45 -- 0. 45 ST 2. 6 0. 90 --

ST 2. 9 1. 50 1. 50 ST 3. 3 2. 00 -ST ST ST ST ST ST ST 3. 5 3. 9 4. 2 4. 8 5. 5 6. 3 8. 0 2. 70 2. 80 3. 40 3. 40 4. 40 4. 50 6. 30 6. 50 10. 00 10 13. 60 14 30. 50 -- 31

4. 3 SA E J 81 : 混 合 了 A N SI/A SM E B 18. 6. 4 及 SA E J 933 之 對 螺 紋 成 型 自 攻 螺 絲 之 要 求 , SA E J 81 包 含 材 料 選 擇 , 熱 處 理 要 求 , 滲 碳 深 度 , 表 面 及 心 部 硬 度 . 一 般 而 言 與 J 933 大致相同. 它又包含了電鍍後之烘乾處理要求. 組裝及扭矩測詴一樣需要要 求. 另增加了抗拉強度之規定, 旋緊負荷, 保證扭矩, 延展性及氫脆化測詴. 但 是 多 加 了 抗 拉 強 度 135, 000 ps i 要 求 . 六 角 及 六 角 華 司 頭 ( 有 足 夠 長 度 )螺 絲 需 作 垂 直 抗 拉 強 度 測 詴 . 另 外 尚 需 加 測 旋 緊 負 荷 ,保 證 扭 矩 . 測 旋 緊 負 荷 時 螺 絲 應 組 裝 在 一 與 組 裝 測 詴 相 同 之 鋼 板 上用力旋緊至規定之扭矩值. 扭矩值應略為超過扭矩測詴扭矩規定之下限. 在承受此種扭矩下, 螺絲不應破斷. 所有螺紋成型螺絲應做延展性測詴, 將螺絲頭彎曲與軸呈 7 度角. 同時電鍍螺 絲 應 作 氫 脆 化 測 詴 , 將 螺 絲 依 規 定 之 扭 矩 旋 入 預 置 孔 旋 緊 並 保 持 24 小 時 而 螺 絲 不 斷 頭 者 合 格 ( 此 值 約 等 於 扭 矩 測 詴 規 定 下 限 之 75% ). 最 後 一 個 定 義 是 J 81 承 認 4. 4 SA E J 78 : 4. 5 FIP 1000 : 5 螺絲選擇及適用 : 使 螺 絲 可 以 組 裝 之 力 量 - 稱 為 旋 入 扭 矩 ( D rive Torque ) - 並 成 型 或 攻 出 配 合 螺 紋 , 如 果 在 力 量 持 續 狀 況 下 , 螺 絲 將 會 密 合 , 旋 緊 , 同 時 再 繼 續 下 去 將 會 超 過 -稱 為 極 限 扭 矩 ( U tima te Torque ) - 螺 絲 將 產 生 破 斷 , 扭 斷 , 螺 紋 扯 裂 ( 打 滑 ) 或 自 結 合工件脫出. 在使用所有自攻螺絲前, 最重要的問題是 : ”正確的旋緊扭矩是多少? 多大 的 扭 矩 使 螺 絲 得 以 旋 緊 而 不 致 使 螺 絲 或 結 合 工 件 有 所 損 害 ?” . 非 常 明 顯 的 是

旋緊扭矩必然介於旋入扭矩及極限扭矩之間. 且無理由的建議使用兩者之中 點. 有幾個因素會影響到旋轉扭矩及極限扭矩, 比較重要的因素是螺絲型式, 尺寸, 結合工件成份及硬度, 結合工件厚度及預鑽孔之準備方式, 其中最受 爭議的是預鑽孔配合螺絲的尺寸, 有趣的是, 其他因素都會影響預鑽孔之尺 寸. 因此預鑽孔是設計最後決定的因素, 而且最重要. 如果預鑽孔太大, 螺絲 可以輕易旋入, 但會破壞結合完整性而導致螺絲在未到極限扭矩時即產生脫 出. 如果預鑽孔太小, 則旋入扭矩會加大甚至有扭斷的危險. 就算螺絲已經 密合且旋緊, 但是在旋入扭矩及極限扭矩間差別太小可能會導致組合失敗. 各項因素影響預鑽孔而產生之扭矩問題應該依照旋入扭矩及極限扭矩來決定” 旋 緊 扭 力 到 底 是 多 少 ?” 5. 1 螺 絲 型 式 : 通常, 我們可以很輕易的從使用環境因素來決定到底要使用螺紋成型, 螺紋 切削, 螺紋滾成或鑽尾自攻螺絲, 例如 : - 螺絲結合後必需負擔外部負荷否? - 結合件材料為何? 鋼? 鑄鐵? 鋁? 塑膠? 木頭或其他? - 結合件厚度為何? - 螺絲用於貫穿孔或盲孔? - 如用於貫穿孔, 孔後之清潔因素重要嗎? - 攻牙碎屑或鑽孔碎屑可以接受嗎? - 預備孔之加工係以鑽孔? 切削? 擊打或鍛造? - 螺絲之組裝係手工裝配? 半自動或全自動裝配? - 組合之後是否需要拆卸? - 使用環境是否具腐蝕性? - 螺絲成本為何? 組裝成本為何? 相同稱呼徑自攻螺絲寬螺紋及機械螺紋其牙部外徑不同. 一般而言, 預備孔 尺寸也不一樣, 通常, 我們只需要兩組不同尺寸之預備孔, 一組適用於機械 螺紋之螺紋成型及螺紋切削自攻螺絲, 另一組適用於寬螺紋之螺紋成型及螺 紋切削自攻螺絲. 螺紋滾成及螺紋成型螺絲之預備孔亦可適用於螺紋切削螺 絲, 這是因為在所有條件相同之下, 切削所需扭矩小於成型所需扭矩. 5. 2 螺 絲 尺 寸 : 在構造用組合中, 好的設計通常建議如果螺栓螺帽之組合在組合作業施力過 大或使用場合應力負荷過大導致結合失敗時, 應使螺栓破斷且螺紋不應扯裂. 相同的觀念一樣適合於自攻螺絲之組裝. 特別是用在有應力負荷的場合中. 如果組合失敗, 應該是螺絲破斷而非螺紋損壞或拉出.

抵抗螺紋損壞及拉出之功能由材料強度及螺紋剪應力面積提供, 易言之, 係 由 螺 絲 尺 寸 ,作 用 螺 紋 長 度 及 配 合 螺 紋 重 疊 深 度 控 制 , 螺 紋 作 用 長 等 於 結 合 工 件 厚 度 . 螺 紋 重 疊 深 度 由 預 備 孔 孔 徑 決 定 , 另 一 決 定 因 素 -螺 絲 尺 寸 則 決 定 了 扭矩及抗拉強度. 在任何結合厚度下, 增大螺絲尺寸會增加拉應力負荷面積與螺紋剪應力負荷 面積之比值, 常導致螺紋扯裂或拉出. 如減小螺絲尺寸則比值減少, 但旋入 扭 矩 會 增 加 造 成 螺 絲 扭 斷 ,因 此 如 何 平 衡 抗 拉 強 度 抵 抗 螺 紋 扯 裂 或 拉 出 有 賴 於 決定螺絲尺寸和使用之工件厚度. 在鋼制英美統一螺紋扣件中, 我們通常會發現螺紋結合長度約等於一倍扣件 直 徑 D, 用 來 防 止 螺 紋 扯 裂 , 這 對 螺 紋 切 削 螺 絲 而 言 , 看 起 來 也 是 滿 合 理 的 . 因為預鑽孔之最小徑與螺帽最小徑一樣, 螺絲尺寸等於或小於材料厚度可以 防 止 螺 紋 扯 裂 . 實 用 上 , 由 於 螺 紋 切 削 螺 絲 攻 牙 之 阻 抗 力 小 , 可 以 使 用 在 1. 5 倍 徑 或 更 厚 的 材 料 上 . 而 螺 紋 滾 成 螺 絲 由 於 阻 力 較 大 , 因 此 建 議 使 用 1. 1 倍 徑 之材料厚度. 對螺紋成型螺絲而言, 由於其使用寬螺紋及高扭矩, 因此很難 決定使用多大尺寸螺絲以防止螺紋扯裂或拉出. 幸運的是, 大多數螺紋成型 螺 絲 很 少 用 在 高 負 荷 的 場 合 , 因 此 , 在 防 止 螺 紋 扯 裂 或 拉 出 以 1. 3 倍 徑 配 合 材 料厚度是合理的選擇. 讓 我 們 以 一 例 作 一 總 結 : 如 果 我 們 使 用 材 料 的 厚 度 是 0. 125 ” , 那 麼 我 們 首 先 考 慮 的 是 #6 螺 紋 滾 成 螺 絲 ( 1. 1x. 125=. 137 ), #5 螺 紋 切 削 螺 絲 ( 1x. 125=. 125 ), # 8 螺 紋 成 型 螺 絲 . 在 有 螺 紋 扯 裂 或 拉 出 之 顧 慮 的 場 合 下 , #6 螺 紋 滾 成 螺 絲 使 用 材 料 厚 度 不 能 小 於 0. 125 ” ( . 138/1. 1 ), #6 螺 紋 切 削 螺 絲 0. 138 ” ( . 138/1 ), #6 螺 紋 成 型 螺 絲 0. 106 ” ( . 138/1. 3 ). 上述建議係以鐵板為基準. 而其他材料之使用應以材料對剪力影響作相對調 整. 最重要的是上述建議係假設預鑽孔為標準尺寸. 5. 3 材 料 硬 度 及 厚 度 : 很明顯的, 組合材料的硬度越大或厚度越厚所需要的扭矩就越大. 因此預鑽 孔也需加大, 但是, 預鑽孔尺寸限制之調整只能在調整一個相當窄的範圍. 通常適當之孔徑約在螺絲螺紋中點以便保持攻鑽時螺紋之疊合, 而且孔徑限 制 不 能 大 到 螺 紋 高 度 之 75 % 以 上 . 在 小 螺 絲 方 面 , 有 一 些 調 整 的 可 能 性 . 如 # 8 寬 螺 紋 螺 紋 高 度 只 有 0. 022 ” . 如 孔 徑 只 提 供 到 螺 紋 一 半 高 度 時 則 螺 紋 切 削 螺 絲 攻 入 組 件 之 螺 紋 疊 合 高 只 有 0. 011 ” , 而 螺 紋 成 型 及 螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 會 因 為 擠 壓 之 故 其 螺 紋 疊 合 高 會 多 一 點 . 孔 徑 提 供 到 螺 紋 75% 高 度 時 則 螺 紋 切 削

螺 絲 攻 入 組 件 之 螺 紋 疊 合 高 只 有 0. 005 ” , 而 螺 紋 成 型 及 螺 紋 滾 成 自 攻 螺 絲 也 不 致 於 多 太 多 . 這 表 示 孔 徑 之 調 整 範 圍 只 有 0. 010 ” . 對更硬或更厚之材料來說, 應選擇較大之螺絲並降低旋入扭矩而不是加大孔 徑來允許較小之螺絲可以組裝.


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