皿頭角度 82° 與 90°：孔沒一起挑，頭就不會平

它看起來就像一個選項，型錄也是那樣排的

每一份沉頭螺絲型錄都同時列出 82° 和 90°。 兩個並排放在一起，就像兩種表面處理或兩種頭徑， 所以把角度當成偏好，正是這個排版在邀請你做的事。

而且多數時候不會出事，因為整組件通常來自同一套標準， 角度自然就對上了，沒有人需要想這件事。 問題只在圖面引用了一套標準、螺絲卻來自另一套的時候才會冒出來。

那就選 90°——只是這件事本來就輪不到你選

這一題最常見的誤會，是把角度當成可以挑的偏好。 它跟著圖面引用的標準體系走：

角度差幾度，實際上發生什麼

把螺絲頭和沉孔都看成同軸的圓錐，兩個錐的夾角一旦不同， 它們只會在一圈上碰到，不會貼合。碰在哪一圈，由誰的錐比較陡決定：

• 螺絲夾角小於孔夾角（例如 82° 的螺絲進 90° 的孔）：螺絲的錐面比孔陡， 接觸落在沉孔的上緣，頭浮在表面之上，齊平做不到
• 螺絲夾角大於孔夾角（例如 90° 的螺絲進 82° 的孔）：螺絲的錐面比孔平， 接觸落到沉孔下緣的小端，載荷集中在孔口最薄的地方

不論落在哪一端，後果是同一組：

• 面接觸變成線接觸，局部應力上升；薄板可能被壓陷或把孔口翻出來
• 頭面與工件表面不平行，所謂的「齊平」只是看起來像
• 摩擦半徑變了，扭矩與夾緊力的關係跟著變。 用扭矩控制鎖付的話，原本的參數是在正確配對下試出來的， 換了配對就不成立（同一個道理在累積公差那篇也出現過）

而且還有第二個機制，那個機制根本不需要任何人犯錯。 孔與頭的公差寫在不同的文件裡，而且兩個範圍沒有以同一個中心對齊：

這也是為什麼在兩套標準系統裡，夾角在每一種允許的標註格式中都還在：兩套標註系統。而如果圖面要發給台灣的供應商，這個頭型中文有四個名字，而標準用的跟業界講的不是同一個。

為什麼會延伸出 100°、110°、120°

這是幾何上的取捨，不是廠商各自加料。 夾角開大之後，同樣的頭高可以換到更大的頭徑，沉孔也更淺—— 薄板上要維持承壓面積、又要頭部更平的時候，這個方向有好處。

機櫃這類應用是我們實際遇到需求往這個方向走的地方：板薄、要齊平、 又不能讓頭徑小到把板壓穿。這是我們自己接到的案子呈現的樣子， 不是標準規定的分類——82° 與 90° 有標準可依，100° 在航太是常見規格， 再往上多半就進入依圖客製的範圍。

頭徑越薄越小，餘裕就越少

需求的另一半，是頭部本身一直往更薄、更小走。三件事會同時發生：

• 承壓面積下降。頭徑小了，同樣的夾緊力壓在更小的面積上， 薄板的拉穿（pull-through）風險跟著上升
• 沉孔可能穿透板厚。頭高大於板厚時，沉孔會把板削穿， 孔口變成一圈刀口——那圈刀口既不耐撞，也不再是承壓面
• 槽深被壓縮。頭薄了，十字槽或內六角槽做不深， 起子咬合變淺，鎖付時滑頭的機會上升

齊平度與角度是兩個要求，不是一個

關於沉頭孔的爭論，多數其實是兩個要求共用了一個名字。 安裝規範管的通常是裝配後的高度，孔的標準管的是幾何， 而兩者互不蘊含。

前者最清楚的例子是 NASA PRC-9007C §3.0： 它要求沉孔的直徑與深度必須訂到讓裝上的扣件符合 最大凸出 0.010 in 的標準值，除非圖面另訂公差。 那是在講頭部頂面最後停在哪裡——不是在講那個錐面。

反過來的情況——角度都在公差內、頭還是凸出來—— 有一堆平常的機制，而且沒有一個是角度的問題：

• 沉孔大徑偏小，或軸向深度不足
• 螺絲頭處在實際直徑的上限，或頭高處在極限
• 頭下 R 角卡到導孔邊緣——NASA-STD-5020A 的 TFSR 22 明文要求為它留出餘隙，用倒角孔或沉頭華司
• 毛邊、鍍層堆積、殘屑或顫紋隆起
• 沉孔與導孔偏心，或兩者軸線不平行
• 破口或次要倒角移動了「表面交線」這個基準
• 板太薄，做不出所需的錐面而不留下刀口

所以「它裝不平」不是一個診斷。有用的第一個問題是： 圖面要的是一個高度還是一個幾何？因為兩者的檢驗方式不同，而且會各自失敗。 頭下圓角那個情況見頭下的那個圓角。

圖面上該寫清楚的四件事

• 螺絲的頭型標準與夾角。例如 ISO 10642（90°）或 ASME B18.6.3（82°），不要只寫「皿頭」
• 沉孔的夾角與口徑。沉孔本身是有標準的—— ISO 15065、DIN 74， 頭型輪廓見 ISO 7721。查到的皿頭沉孔尺寸常常兩張表對不起來，所以那個數字是從哪一版來的，比數字本身重要
• 齊平的允收準則。凸出與凹陷各允許多少，用什麼量
• 板厚與頭高的關係。會不會形成刀口，事先算得出來

打樣前可以問的五題

• 你的孔是哪個夾角？沖壓、鑽沉孔、CNC 加工出來的偏差不一樣
• 齊平度怎麼量、怎麼判？目視、塞規，還是量測凸出量
• 板厚多少？頭高吃得下嗎？
• 鍍層算進去了嗎？錐面上的鍍層會改變落座位置 （小尺寸的鍍層餘量問題更明顯）
• 這個夾角是標準品還是依圖？兩者的模具與交期不同

這一題你也可以拿來問我們

我們能確認的是：M6 以下的線材、模具、搓牙與檢驗在廠內， 成型、品檢、包裝一貫，1994 年做到現在。

這一篇屬於第 3 步，頭型。完整的順序——母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件——以及為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

參考資料

• Countersink — Wikipedia

本文提到的標準，僅列編號與名稱供查證：

• ASME B18.6.3　Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws（英制平頭 82°）
• NASA PRC-9007C　§3.0——沉孔的直徑與深度須訂到符合裝配後最大凸出 0.010 in 的標準值
• NASA-STD-5020A　要求 TFSR 22——為頭下 R 角留出餘隙，用倒角孔或沉頭華司
• ISO 7046／ISO 10642　公制皿頭螺絲（90°）
• ISO 7721　皿頭螺絲的頭型輪廓
• ISO 15065／DIN 74　皿頭螺絲用沉孔

本文說明的是幾何關係與該標註的項目，不是特定產品的設計值。 角度、公差與允收準則以標準原文與你的圖面為準。