虎牌螺絲
螺絲滑牙：到底是哪一邊壞了
結論先講：「滑牙」是一個詞，底下蓋著三種不同的失效。 螺絲上的牙被剪掉、孔裡的牙被剪掉， 或者頭部十字槽被咬花，而根本沒有任何一邊的牙壞掉。 三者原因不同、責任歸屬不同、處理方式也不同。 而大多數人第一個想到的補救方式——換一支大一號的螺絲鎖進去—— 會把用來分辨它們的證據毀掉， 這就是為什麼同一個位置往往會再滑一次。
三種失效，一個詞
| 失效 | 看到什麼 | 原因通常落在哪裡 |
|---|---|---|
| 螺絲的牙被剪掉 | 螺絲上的牙有一段被壓平或不見了；孔裡的牙看起來還很銳利 | 規格——強度等級、材質搭配，或引孔太緊 |
| 母材的牙被剪掉 | 螺絲的牙完好；螺絲空轉、鎖不下去也拉不緊 | 嚙合長度或母材——通常是軟材裡的有效牙數不夠 |
| 十字槽咬花（cam-out） | 頭部槽形被磨圓；螺絲其實還鎖得很緊、還在夾持 | 起子、刀頭磨損，或槽形標準不對——牙完全沒有問題 |
第三種最常被歸錯類。 槽被磨圓感覺就像螺絲壞了，所以會被當成螺絲不良回報 ——但接合是完好的，原因在工具那一側。 十字（Phillips）與 JIS 槽形肉眼幾乎分不出來， 受扭時的行為卻不一樣，而這正好會產生這種抱怨。 英文把這三種分開命名，所以 「滑牙」兩個方向都直譯不過去。
在動任何補救之前，先做三個檢查
- 把螺絲退出來，用放大鏡看它的牙。有一段牙峰被壓平，就是螺絲被剪掉了；牙形銳利完好，就不是
- 拿一支確定沒問題的螺絲用手鎖進那個孔。如果毫無阻力地轉進去、又拉不緊，那是孔壞了
- 先看槽，再看其他任何東西。如果槽被磨圓而螺絲還在夾持，你看到的是咬花，牙只是個假線索
這三件事要在鑽孔、攻牙或裝襯套之前做， 因為那些動作每一個都會把承載答案的表面移除掉。 在這裡花的五分鐘，決定你修好的是這一個孔，還是全部的孔。
在那些之前，多數人先問的是另一個問題：有沒有什麼可以倒進去。四個常見候選裡有三個，額定的都不是承載。
所以壞的是孔——只是那往往正是設計在運作
螺牙接合本來就被刻意設計成一邊比較弱，而 正確的弱點是螺絲，不是孔 ——剪斷一支螺絲的代價是一支螺絲，滑掉一個殼的代價是那個殼。 常見的設計準則是：牙的剪切面積要明顯大於螺絲的抗拉應力面積， 大約兩倍的餘裕，讓過負荷時壞掉的是便宜的那一個。
- 孔滑掉了，就代表那個比值沒有達成。幾乎都是軟母材裡的嚙合長度問題，不是螺絲不好
- 孔深不等於嚙合。 深孔但攻牙段很短，或倒角吃掉第一圈，實際有效牙數都會比圖面看起來少
- M3 以下，這個算術特別不留情。 一倍徑的嚙合在細牙上換到的牙數更少，而被倒角吃掉一牙，佔總數的比例大得多
三種可能的失效裡，標準真正想要的是哪一種，寫在螺帽只有一個數字。
四個原因，依「實際上通常是它」的順序排
- 扭力過大。最常見，也最少被真正量過。 憑手感或用未校驗離合器設定的起子，給出的是一個分布，不是一個值——而且 摩擦決定了那個扭力裡有多少會變成夾持力
- 嚙合長度不足。見上——這是圖面問題，但只會在量產時出現
- 引孔不對。太緊會把鎖入扭力推高到螺絲被剪斷；太鬆則沒有足夠的材料成形出牙。 正確的尺寸是一個區間，不是一個數字
- 自成形的牙被反覆拆裝。 自攻或三角牙螺絲的牙是鎖進去的時候才做出來的。 每一次重新組裝都會再切或再擠一次， 而每一個循環移除的材料都回不來——在塑膠上這是常態，不是例外
最後一項是被誤讀成保養問題的設計決定。 如果一個接合在產品壽命內會被打開超過幾次， 「由螺絲自己成形的牙」就是錯的選擇——而再怎麼控制扭力都救不回來。
四種補救，各自的代價
| 補救 | 得到什麼 | 代價 |
|---|---|---|
| 換大一號螺絲 | 最快，不需要準備任何東西 | 毀掉證據、改掉料號、把弱點移位——而「改螺絲還是改殼體」有它自己的一套成本對照——這個接合從此非標準且沒有紀錄 |
| 鋼絲牙套（wire insert） | 把牙恢復成原來的尺寸，強度往往高於母材原牙 | 要用對鑽頭與絲攻；這種補救失敗的原因多半是鑽孔尺寸錯或孔沒清乾淨 |
| 實心或埋入式襯套 | 反覆拆裝的真正解法，塑膠件尤其如此 | 需要設計變更與模具——不是現場能做的補救 |
| 加長螺絲、增加嚙合 | 處理的是原因，不是症狀 | 要有深度可用才行，而且這是一項必須重新驗證的變更 |
注意最快的那個補救，剛好是唯一會讓下一次故障更難診斷的那個。 這不是說永遠不能用它—— 而是說先做完那三個檢查，讓這個決定是「帶著資訊做的」，不是「用來取代資訊的」。
能防止下一次的那個問題
這個接合在產品壽命內會被打開幾次？ 一次，由螺絲自己成形的牙沒問題。五次，就已經在邊緣。二十次， 那從一開始就該用襯套，而滑牙只是遲早的事。
如果打算換螺絲來解決這件事，先 把重新驗證的成本算進去 ——不同的牙型、長度或鍍層會改變摩擦，因而改變夾持力， 那是接合的變更，不是零件的替換。
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
螺絲滑牙時，怎麼判斷是螺絲壞還是孔壞？
把螺絲退出來，用放大鏡看它的牙。如果有一段牙峰被壓平或不見了，就是螺絲被剪掉。如果螺絲的牙銳利完好，但拿一支確定沒問題的螺絲手鎖進孔卻空轉、拉不緊，那就是孔壞了。如果頭部槽形被磨圓、而螺絲其實還在夾持，那就沒有任何一邊的牙壞掉——那是咬花，原因在起子那一側。
為什麼滑掉的是孔而不是螺絲？
螺牙接合本來就被設計成一邊是弱點，而正確的弱點是螺絲，因為剪斷一支螺絲的代價是一支螺絲，滑掉一個殼的代價是那個殼。常見準則是牙的剪切面積要超過螺絲抗拉應力面積約兩倍。孔滑掉了，代表那個比值沒有達成——通常是軟母材裡的有效嚙合牙數不夠，而不是螺絲有問題。
滑牙用鋼絲牙套修，還是直接換大一號螺絲比較好？
就診斷與紀錄而言，鋼絲牙套比較好。它把牙恢復成原來的尺寸，強度往往還高於母材原牙，料號與圖面都還有效。換大一號螺絲則改了零件、把弱點移位，並且毀掉判斷「到底哪一邊壞掉」所需的表面——結果是同一個位置往往再壞一次，而且沒有紀錄說明原因。
自攻螺絲為什麼拆裝幾次之後就滑牙？
自攻或三角牙螺絲的牙是鎖進去時才做出來的。每一次重新組裝都會再切或再擠一次，而每個循環移除的材料都回不來。如果一個接合在產品壽命內會被打開超過幾次，由螺絲自己成形的牙就是錯的選擇，一開始就該用埋入式或壓入式襯套。控制扭力解決不了這件事。
參考資料
詢價
量產中一直滑牙，不確定是哪一邊在壞？ 把退出來的螺絲、孔、以及頭部槽形三張照片，連同母材與鎖付扭力一起寄過來。 這三張照片通常就能把三種情況分開—— 包含很常見的那一種：螺絲沒有任何問題，該改的是起子設定。