product grade A 是公差等級,不是品質等級

規格上寫著「product grade A」,看起來就是比較好的意思。 它的意思是尺寸與幾何公差比較緊,僅此而已—— 跟強度無關、跟材料無關、跟鍍層無關、跟表面缺陷也無關。 而且三個等級不是每一欄都依序放寬,那才是最容易踩到的地方。

這幾個等級到底管什麼

ISO 4759-1:2000(第二版,ISO 於 2022 年複審確認仍為現行) 涵蓋螺栓、螺釘、螺樁與螺帽的 product grade A、B、C,攻牙螺絲則為 A 級。 §1 把意思寫得很直接:product grade 指的是公差的大小, A 最精密、C 最不精密

它管的東西包括:

  • 頭部或螺帽的對邊寬度、對角寬度、扳手作用高度
  • 頭部高度、桿徑、總長、螺紋長度
  • 承壓面尺寸
  • 直線度、位置度、同軸度與總跳動
  • 以及指定使用的螺紋公差級——見後面那一節

它不管的:抗拉或降伏強度、材料等級、熱處理品質、耐蝕性、 鍍層品質、表面裂紋/摺疊/脫碳這類缺陷等級,以及工廠品質保證與抽樣合格率。 那些分別在 ISO 898-1、ISO 6157 系列、ISO 4042 與 ISO 3269——見 性能等級的數字為什麼五顆就能判一整批

那份清單裡「表面不連續」那一項值得打開來看,因為它的運作方式跟檢驗員的預期不一樣。 ISO 6157-1 是按痕跡「怎麼來的」而不是「有多大」在分類的,所以 有一種裂痕不論多小都不准,另一種卻可以長到一個公稱直徑

三個等級不是依序放寬

這一段是最值得知道的,也是我們原本假設錯的地方。§3.1.1 的配置不是等比放大:

特徵群ABC
桿部與承壓面closeclosewide
其他特徵closewidewide

把實際數字放上去。以 M10 的六角頭扣件為例, 對邊名義 s = 16、頭高名義 k = 6.4、名義長度 l = 50:

特徵ABC
對邊 s = 16h13:16.00/15.73h14:16.00/15.57h14:16.00/15.57
頭高 k = 6.4js14:6.22–6.58js15:6.11–6.69js16:5.95–6.85
長度 l = 50js15:49.50–50.50js17:48.75–51.25js17:48.75–51.25
承壓面總跳動0.210.210.42

看那幾格粗體。對邊寬度 B 跟 C 一樣; 長度 B 跟 C 一樣;承壓面總跳動 A 跟 B 一樣。 只有頭高才是三級逐級放寬。 product grade 是一整套公差配置,不是套用在每個尺寸上的倍率。

用語上補一句:最後那一列是承壓面相對螺紋軸的總跳動。 口語化成「垂直度」有助新手理解,但在 GD&T 上兩者不是同一個控制符號。

這組數字可以跟現行產品標準交叉核對:ISO 4014:2022 的 M10 A 級是 s = 16.00/15.73、k = 6.22–6.58;ISO 4016:2022 的 M10 C 級是 s = 16.00/15.57、k = 5.95–6.85。

它其實有管到螺紋

很順的講法是「ISO 965 管螺紋、ISO 4759 管其餘」。 那是可用的簡化,但不完全正確。ISO 4759-1 的 §3.1.2 直接指派外螺紋公差級:

product grade外螺紋公差級
A6g
B6g
C通常 8g——但性能等級 8.8 以上改用 6g

那個例外,正是為什麼這兩條軸應該說是不同而不是 完全獨立。一顆 8.8 的 C 級扣件,並不會帶著它的等級 原本會暗示的那個較鬆的螺紋公差級。產品標準與鍍層標準也可能另外規定—— 鍍層對節徑的影響在 鍍層與螺紋公差

沒有「預設 A」這回事

「圖面沒寫就是 A 級」不是一條規則,扣件上沒有這種通用預設。判定的次序是:

  1. 圖面或訂單引用的產品標準——ISO 4762、ISO 4014、ISO 4016 等
  2. 該產品標準指定的 product grade
  3. 它從 ISO 4759-1 帶進來的對應公差
  4. 而產品標準與 ISO 4759-1 不一致時,§1 明定以產品標準優先

所以一張畫著非標準 M6、沒有產品標準也沒有公差規範的圖, 不能自行推定為 A 級。在有人寫出來之前,它根本沒有等級。

標準涵蓋等級
ISO 4762:2004內六角圓柱頭螺釘,M1.6–M64A
ISO 4014:2022六角頭螺栓,M1.6–M64A 與 B
ISO 4017:2022六角頭螺釘,M1.6–M64A 與 B
ISO 4016:2022六角頭螺栓,鋼製,M5–M64C
ISO 4018:2022六角頭螺釘,鋼製,M5–M64C

在 ISO 4014 與 ISO 4017 裡,A 適用於 d = M1.6 到 M24 且名義長度不超過 10d 或 150 mm(取較短者),超過則為 B。

那個 M24 的分界是那些產品標準的規則,不是 ISO 4759-1 的。 我們原本弄反了。ISO 4762 的 A 級一路到 M64。 所以「A 級只到 M24」對六角頭螺栓是對的,當成通則就是錯的。

最常搞錯的四件事

  1. 「A 級比較強。」不是。強度是 ISO 898-1 的事, 8.8 表示公稱抗拉 800 MPa、公稱降伏比 0.8,得到 640 MPa 公稱降伏。 product grade 在那套系統裡根本不出現。
  2. 「愈緊愈好,所以都指定 A。」A 只代表公差帶比較小。 工程上該選的是「足以滿足裝配、工具接合、定位與受力的產品標準」, 不是無條件追求最緊。指定過頭的代價包括:不是常備品項、 供應商要另開模或分選或增加量測、長尺寸與大直徑不一定有 A 級標準庫存, 以及指定與產品標準不相容時會把它變成非標準訂製件。
  3. 「A 級比較貴。」查不到可普遍引用的百分比, 而且方向可能反過來——大量的標準 A 級零件 可能比冷門的 C 級便宜,因為庫存與產量的影響可能大於公差級本身。
  4. 「C 級是次級品。」不是。它是有自己標準的正當等級—— ISO 4016 與 ISO 4018 本來就是 C 級,不是因為做不到更緊。 結構與一般工程用途是刻意選它的。

還有一個我們差點寫進去的:頭部太大裝不進沉孔, 不是選了 C 級的典型後果。對邊寬度用的是 h 公差, 偏差方向主要往負值走。干涉更常來自選錯頭型、選錯產品標準、 DIN 與 ISO 的對邊尺寸差異,或是沉孔設計時沒有核對最大包絡尺寸——見 兩套標註系統

那個對邊寬到底是什麼、為什麼推不出來, 是一張表而不是一條公式: 它對牙徑的比值在 M5 跟 M6 之間轉向,而對角的最小值也低於一個尖銳六邊形會給的值。

這個系列的其他部

ISO 4759-3:2016(第四版)涵蓋墊圈的 product grade A、C 與 F,名義直徑 1 到 150 mm。 它的用語比第 1 部清楚:product grade 是與尺寸及幾何特性 有關的特定公差範圍,F 為 fine、A 為 precise、C 為 large tolerances。

ISO 4759-2:1979 涵蓋螺紋直徑 1 到 3 mm、 精密機械用的 product grade F。它在 1999 年 1 月 14 日撤銷,而 ISO 的生命週期頁面沒有列出任何替代標準—— 所以應該寫成「已撤銷且查無 ISO 指定的替代標準」, 不是「被第 1 部取代」。

圖面上該寫什麼

  1. 引用產品標準,寫編號與年份。等級會跟著它進來,而且它才是優先的那一份。
  2. 不要指定與所引標準矛盾的等級。ISO 4016 就是 C 級;要求「ISO 4016 A 級」產生的是特殊品,不是更好的零件。
  3. 假設是 A 級之前先確認分界。六角頭螺栓與螺釘的 A 級到 M24 或 10d,以先到者為準。
  4. 如果某個幾何特性真的重要,就寫出來。M10 上 C 級的承壓面總跳動是 A 與 B 的兩倍——如果那對你的接合有影響,值得直接標註而不是靠推定。
  5. 強度另外寫。性能等級是圖面上另一行,不會從 product grade 推導出來。

相關的其他篇

代號其餘部分怎麼讀,在 一個代號裡有什麼; 強度那些數字的意思在 性能等級的數字; 多個尺寸公差落在同一個接合上會怎樣,在 公差累積

參考資料

  • ISO 4759-1:2000 第二版(2022 年複審確認)——§1(等級的意義、產品標準優先)、§3.1.1(特徵群配置)、§3.1.2(螺紋公差級)、§3.1.3 與 §3.1.4 及對應 Figure、§3.2.2.3(承壓面總跳動)、Annex A 表 A.1 與 A.2(IT 與 js 值)
  • ISO 4759-3:2016 第四版——墊圈,product grade A、C、F,1 到 150 mm
  • ISO 4759-2:1979——1999 年 1 月 14 日撤銷;ISO 未列出替代標準
  • ISO 4762:2004(A 級,M1.6–M64);ISO 4014:2022 與 ISO 4017:2022(A 與 B);ISO 4016:2022 與 ISO 4018:2022(C 級,M5–M64)
  • ISO 965-1:2026、ISO 965-2:2024、ISO 965-3:2021——螺紋公差體系本身
  • ISO 898-1:2013 §5 與表 1——性能等級的代號系統
  • ISO 6157 系列(表面不連續);ISO 4042(鍍層);ISO 3269(驗收檢驗)

任何一張訂單的允收,由你圖面所引用的產品標準決定。

產品等級也是一般要求標準用來定義一顆標準化緊固件的元素之一,而且是那份清單裡 僅有的兩個不帶條件的項目之一。 清單上還有什麼,以及同一份標準把交貨狀態的預設定成什麼, 另有一頁。

這一篇屬於第 6 步,文件。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

product grade A 是不是代表品質比較好?

它代表尺寸與幾何的公差比較緊,僅此而已。ISO 4759-1 說 product grade 指的是公差的大小,A 最精密、C 最不精密。它沒有講抗拉強度、材料等級、熱處理、耐蝕性、鍍層品質、裂紋或摺疊這類表面不連續,也沒有講批次的允收率。那些分別由 ISO 898-1、ISO 6157 系列、ISO 4042 與 ISO 3269 管。

公差是不是從 A 到 B 到 C 依序變寬?

不是,這正是那個假設會垮掉的地方。§3.1.1 的配置是:桿部與承壓面在 A 與 B 都是 close、C 是 wide;其他特徵在 A 是 close、B 與 C 都是 wide。以 M10 的六角頭扣件為例,對邊寬度 B 與 C 完全相同,長度 B 與 C 完全相同,承壓面總跳動則是 A 與 B 完全相同,只有頭高才三級逐級放寬。product grade 是一整套配置,不是倍率。

product grade 會不會影響螺紋公差?

會,所以「ISO 965 管螺紋、ISO 4759 管其他」只是近似的講法。ISO 4759-1 的 §3.1.2 指派外螺紋公差級:A 與 B 用 6g,C 通常用 8g——但 C 級的扣件若性能等級為 8.8 以上,改用 6g。產品標準與鍍層標準也可能另外規定其他公差級。

圖面沒寫 product grade,是不是預設 A 級?

扣件上沒有這種通用預設。判定的次序是:圖面或訂單引用的產品標準,該標準指定的等級,以及它從 ISO 4759-1 帶進來的對應公差——而產品標準與 ISO 4759-1 不一致時,§1 明定以產品標準優先。一張畫著非標準螺絲、沒有產品標準也沒有公差規範的圖,在有人寫出來之前根本沒有等級。

A 級是不是只到 M24?

那個上限屬於特定的產品標準,不是 ISO 4759-1 的規定。在 ISO 4014 與 ISO 4017 這兩份六角頭螺栓與螺釘的標準裡,A 級適用於 M1.6 到 M24 且名義長度不超過十倍直徑或 150 公釐(取較短者),超過則為 B 級。而 ISO 4762 的內六角圓柱頭螺釘一路到 M64 都是 A 級,所以這句話對六角頭螺栓成立,當成通則就是錯的。

C 級是不是比較差的產品?

不是。它是有自己產品標準的正當等級:ISO 4016 與 ISO 4018 本來就定義為 C 級,不是因為達不到更緊的要求,而結構與一般工程用途是刻意指定它的。A 級也不必然比較貴——查不到可普遍引用的百分比,而且大量的標準 A 級零件可能比冷門的 C 級便宜,因為庫存與產量的影響可能大於公差級本身。

詢價

送規格時請引用產品標準與年份,不要只寫一個等級字母。 等級會跟著標準進來,而兩者不一致時是標準說了算。

sales@tigerfasteners.com