國會給了他們六個月，把螺紋標準化

這份文件是全國螺紋委員會進度報告，1920 年 6 月 19 日核可， 1921 年 1 月 4 日以標準局雜項出版品第 42 號發行。 它是美國政府出版品，因此屬於公有領域，完整掃描本就放在 Internet Archive 上。 這一頁引的每一句都出自那份掃描。

委員會有九名委員。標準局局長擔任主席；陸軍兩名、海軍兩名， 另外四名由商務部長任命，其中兩名由美國機械工程師學會提名、兩名由汽車工程師學會提名。 第一個六個月還沒到期，就已經明顯不可能以令人滿意的方式完成原訂的工作， 國會於是修法給了他們展期。

為什麼是 1918 年

附錄一把理由講得很素。需求本來就隨著工具機、汽車、農具、打字機、縫紉機一路長出來， 接著是這場戰爭裡採購軍需品所遇到的困難，證明了螺紋標準化的迫切必要。 工程學會、標準局與製造商向國會請願，法案就下來了。

同一段一開頭先點名了前輩：1841 年的 Joseph Whitworth，以及 1864 年的 William Sellers， 後者透過富蘭克林研究所發表了那個後來變成美國標準系列的螺紋。 那正是本站已經讀過的那份論文：六十度比較好量。 1921 年這份報告是它的續集，只是寫的人從一位帶著量規的製造商，換成一個有期限的聯邦委員會。

它點名的那位英國前輩，我們也讀了： Whitworth 的五十五度，是英國工廠當時已經在切的角度的量測平均。 這樣就有三份奠基文件，都是靠調查業界現況來決定幾何的。

做完的部分

報告訂了一套術語與符號、定了牙型，並建立了數個螺紋系列， 其中包括全國粗牙系列與全國細牙系列， 另有管牙與消防／一般水帶接頭牙。這兩個名字在 1921 年的這份文件裡就已經出現。 這一頁不把它們往後接到後來的 Unified 版本，因為那些我們沒有讀。

它同時建立了四個不同的螺紋配合等級，各有分支，而且對怎麼用講得很小心： 每一級下面舉的例子只是示意，而 委員會無意武斷地把某一類或某一等級的工作歸到某個特定的配合等級裡。 每一個製造商與使用者，都可以自行挑最適合自己需要的等級。

那個有名字、沒有數字的等級

IV 級值得停下來看，因為它幾乎不存在。它涵蓋直徑四分之一英寸以上、 要以扳手永久裝定或組裝的螺紋件。換句話說，就是植入螺柱。 因為材料對這種接合的行為影響太大，它被分成兩個分支， 差別在允差量的大小，而報告把那個允差寫成「干涉」： A 分支給輕斷面、中等應力，例如航空與汽車引擎的工作； B 分支給重斷面、重應力，例如蒸汽機與重型液壓的工作。

螺帽公差從基本尺寸往正走，螺栓公差從最大螺栓尺寸往負走， 而螺栓比基本尺寸高出的量就是那個干涉量。全部都就位了。 然後是這一條的第六小節，它有自己的標題：

一個配合等級：定義好了、命名了、分成兩個分支了、每一項公差的方向都給了， 然後交到讀者手上時裡面一個數字也沒有。 這是一段異常誠實的條文。而它在後續版本裡也沒有消失： 到 1928 年的修訂版它有了數字， 編號變成 class 5，放在附錄裡，而且仍標著暫行。

公差是照著已經存在的絲攻訂的

公差那一條裡有一個標題，本身就把整件事講完了： I 級與 II 級的公差允許使用市售絲攻。 為鬆配合與中配合訂下的公差， 容許使用目前可從各家製造商買到的市售絲攻。 至於緊配合，因為要把孔做到接近基本尺寸，報告建議用挑選過的絲攻。

把這一段跟 1864 年並著讀。Sellers 把牙角定在六十度， 理由是六十度比五十五度更容易得到，也更接近美國當時的一般做法，而且他帶了一支量規到會場。 五十六年後，一個聯邦委員會把公差帶訂成「架上現有的絲攻做出來的東西剛好落在裡面」。 兩份文件選幾何的方式一樣：先問工廠現在做得出什麼。 今天圖面上的那些數字，繼承的就是這個，不管開規格的人知不知道。

1920 年就寫明的通過規

量測原則也是在這份報告裡被講清楚的。所訂的公差界限 實際上代表的是「通過」與「不通過」主量規的尺寸。 工件上出現的導程與角度誤差， 可以用節徑的適當調整來抵銷。 如果通過規過得去，互換性就成立了， 而工件的牙形在節徑、導程或角度上都可以跟量規不同。 不通過規只檢查節徑，確保配合不會太鬆。

同一條裡還有兩條小規則值得帶走：螺栓的節徑公差與同級螺帽相同； 而螺栓外徑的公差是同級節徑公差的兩倍。

再往前幾頁，講規格書的那一條裡有一句買方會認得的話： 要求應以已知可量測標準的明確用語敘述，並以 與令人滿意的運作相容的最大公差界限來界定， 而且每一份規格書都應寫得精確到不會對「合格與否的界線在哪」產生爭執。 這正是本站一直從另一端遇到的同一個問題： 標準指名了一個狀態，卻沒有仲裁試驗。

那個代表團，與最後一段

第 VIII 節寫的是還沒做完的事，而這一節在一百年後讀起來特別不一樣。 1919 年 7 月，委員會派了一個代表團去歐洲， 與英國和法國的工程標準組織會商。報告用一個子句記下結果： 關於螺紋的國際標準化，沒有達成任何確定的協議， 儘管兩國的工程師與製造商都很想合作。

委員會仍然認為這件事做得成，而主席署名之前的最後一項建議寫了該怎麼做： 國際標準的建立，應考慮製品上占多數的既有尺寸與標準，也應考慮 讓這個國際螺紋能夠以英制或公制其中任一種量測系統生產出來的可能性。 署名者是標準局局長兼委員會主席，華盛頓，1920 年 6 月 26 日。

同一節裡那份未完成清單，本身也值得當成一份清單來讀。還需要標準化的螺紋： 黃銅管牙、儀器螺紋、Acme、方牙與鋸齒牙。還需要標準化的周邊： 絲攻、螺絲模、切削牙與輾牙各自的胚料尺寸、 螺栓頭與螺帽的尺寸、鈑金與線徑號規尺寸，以及底孔鑽頭尺寸。 其中兩項，在一百年後是本站的兩頁： 對邊尺寸是誰決定的， 以及鈑金號規量的其實是什麼。

讀完可以帶走什麼

• 配合等級是商業決定，不只是幾何決定。四個等級裡有兩個，是照著「已經在賣的絲攻」訂尺寸的
• 通過規從 1920 年起就在吸收導程與角度誤差。過得了通過規的螺紋，牙形可以跟量規不同，而那是寫明的意圖，不是漏洞
• 標準可以定義一件事，然後承認自己沒有數字。IV 級就是這樣發行的，而且那個缺口有自己的標題
• 公制那道題當時還開著，而他們的答案是兩邊都做得出來。委員會的結語建議是一個英制或公制都能生產的螺紋，而那正是沒有發生的那一部分

要收尾的話，前言那一句最合適。國會把委員會延長了兩年， 因為認識到一份這種性質的報告，第一次發行就完全沒有錯誤或不一致，是不可能的。 批評與建議請寄給設在標準局的委員會。 一份開頭就承認自己某處大概是錯的標準文件，比扳手配合還要稀有。

這一篇屬於第 2 步，牙。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

全國螺紋委員會是什麼？

一個由 1918 年 7 月 18 日通過的美國國會法案設立的九人機構，任務是為陸軍、海軍與公眾查明並訂定螺紋標準。主席由標準局局長擔任，陸軍兩名、海軍兩名，另外四名由商務部長從美國機械工程師學會與汽車工程師學會的提名中任命。

這個委員會原本預定存在多久？

六個月。1918 年法案第 6 條寫著：委員會應於任命之日起六個月終止。在那個期限到期之前，就已經明顯不可能以令人滿意的方式完成工作，國會於是修法展期。1921 年報告的前言記著又延長了兩年。

為什麼是在 1918 年成立？

報告寫著，需求本來就隨著工具機、汽車、農具、打字機、縫紉機一路長出來，而這場戰爭裡採購軍需品所遇到的困難，證明了螺紋標準化的迫切必要。工程學會、標準局與製造商向國會請願，法案隨之通過。

什麼是 IV 級「扳手配合」？

一個給直徑四分之一英寸以上、要以扳手永久裝定的零件用的螺紋配合等級，帶有負的允差，報告把它稱為干涉。它有兩個分支：A 給輕斷面中等應力，例如航空與汽車引擎；B 給重斷面重應力，例如蒸汽機與重型液壓。報告寫著委員會沒有足夠的資訊或數據可以列入扳手配合的公差與允差數值，所以這個等級是在沒有數字的狀態下發行的。

1920 年的螺紋公差是怎麼訂出來的？

I 級與 II 級是為了讓既有的工具能用。報告有一個標題直接寫著：I 級與 II 級的公差允許使用目前可從各家製造商買到的市售絲攻。至於 III 級緊配合，因為要把孔做到接近基本尺寸，它建議改用挑選過的絲攻。

委員會有沒有試著談成國際螺紋？

1919 年 7 月它派了代表團去歐洲，與英國和法國的標準組織會商，而報告寫著關於螺紋的國際標準化沒有達成任何確定的協議。它的結語建議是：任何國際標準都應該能以英制或公制其中任一種量測系統生產出來。

通過規實際上在檢查什麼？

照這份報告的推理，檢查的是整個配合。它寫著公差界限實際上代表通過與不通過主量規的尺寸；工件上的導程與角度誤差可以用節徑的適當調整抵銷；而如果通過規過得去，互換性就成立，即使工件牙形在節徑、導程或角度上與量規不同。不通過規只檢查節徑。

參考資料

• Progress Report of the National Screw Thread Commission，依 1918 年 7 月 18 日國會授權，1920 年 6 月 19 日核可，1921 年 1 月 4 日以標準局雜項出版品第 42 號發行。Internet Archive 上有完整掃描與全文
• Sellers 1864 年那篇，讀自《富蘭克林研究所學報》，也就是這份報告點名的美國前輩

這份報告是美國政府出版品，屬於公有領域，讀自 Internet Archive 上識別碼 progressreportof42nati 的掃描全文，該項目沒有取用限制。引文照印本抄錄，包括法案第 6 條裡的排版錯字。本頁不引用任何一張公差表裡的數值。這份掃描的表格頁被光學辨識毀得很嚴重，而散文部分乾淨，所以只用了散文，公差規則只寫方向與結構，不給數字。這份報告另有 1925、1929、1933 年的版本，全部沒有讀，本頁也不描述它們改了什麼。1948 年的 Unified 螺紋協議完全不在本頁範圍內。「全國粗牙系列」與「全國細牙系列」這兩個名字出現在 1921 年這份文件裡，而本頁不把它們往後接到後來的 Unified 版本，那需要讀那些版本。六個月的期限只是照法案所寫的內容報告；報告本身沒有把自己內容的任何品質歸因於那個期限，本頁也不這樣做。