自攻螺絲的型別字母不是等級

Type A、AB、B、BP、C、D、F、G、T。它們看起來像一條階梯,但不是。 Type F 不比 Type B 好。每個字母同時定了兩件獨立的事—— 螺絲用哪一種螺紋系列,以及那個對手牙在母材裡怎麼被做出來—— 要對上工作的是那個組合,不是字母在字母表裡的位置。

這些字母現在在哪一份標準裡

先講一件行政上的事,因為最直覺的那個引用已經過時了。

型別字母原本在 ASME B18.6.4, 涵蓋英制的攻牙成形與攻牙切削螺絲。 那份標準已於 2013 年併入 B18.6.3,現在是歷史文件。 現行的是 ASME B18.6.3-2024, Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws(英制)。

沿革方面:B18 委員會 1922 年成立,由 SAE 與 ASME 共同贊助, 1947 年發布 ASA B18.6,1958 年形成自攻螺絲專門標準, 1966 年成為 USA Standard,1981 年獲 ANSI 承認; SAE J478(2004)已由 B18.6.3-2013 取代。 但「這套字母最初是 SAE 單獨創制後才移交」這個常見說法, 我們查不到足以確認的資料,所以不複述。

兩個維度,這才是真正要學的部分

這篇初稿本來是照一個乾淨的二分法寫的:粗牙、spaced 的用擠壓, 機械牙牙距的用切削。那是錯的,而例外正是有意思的地方。 實際上有兩條獨立的軸。

螺紋系列 × 對手牙怎麼做出來
擠壓成形切削滾軋
Spaced 螺紋A、AB、B、BPBF、BT
機械牙牙距CD、F、G、TTRS

粗體那兩格就是乾淨二分法會弄丟的東西。 Type C 是機械牙牙距,但它是擠壓成形,不是切削。 而 BF 與 BT 是 spaced 螺紋,但它們是切削。 如果你把「spaced 就是擠壓」當成規則帶著走,這兩個會絆倒你。

每個字母實際規定了什麼

依型別的螺紋與端部
型別螺紋端部
A粗間距 spaced 螺紋尖銳 gimlet 尖端
AB與 B 相同的 spaced 螺紋gimlet 尖端
Bspaced 螺紋鈍端,前端有不完整的進入螺紋
BP與 B 相同的螺紋在不完整進入螺紋之外再延伸出圓錐尖端
C機械螺釘的直徑—螺距組合,近似 Unified 牙型鈍端,錐形不完整進入螺紋。擠壓成形,不是切削
D機械牙牙距一條排屑槽
F機械牙牙距多條排屑槽;錐形進入螺紋完整與否由製造商選擇
G機械牙牙距開槽端部,進入螺紋不完整
T機械牙牙距寬的銑削切削槽;槽夾角 90°–95°,切削刃位於螺釘軸線上方

所以 A 與 AB——最容易被搞混的那兩個——差別主要在螺距系列,不在端部。 兩者都是 gimlet 尖端,而 AB 用的是 B 的 spaced 螺紋。

標準勸你不要用的兩個型別,而且不是你會猜的那兩個

  • Type A。ASME 說明 AB 的適用範圍較廣,建議 AB 優先於 A, A 的尺寸僅供參考。Machinery's Handbook 講得更直接:新設計用 AB, 現有設計能替換時也以 AB 取代 A。 但標準自己的字眼是建議優先,不是取代—— Type A 並沒有從標準裡消失。
  • 明文標示「不建議用於新設計」的其實是 Type C, 理由是使用量下降、而且通常需要較高的驅動扭矩。 這一點出乎意料:C 是機械牙牙距的擠壓成形型式,聽起來像是比較現代的選擇。

D、F、G、T 沒有被列為淘汰, 所以不要帶著「切削型式是舊東西」這種籠統印象。

公制那一側,以及一個會咬人的字母衝突

ISO 用的完全是另一個欄位。 ISO 1478 給的是公制自攻螺絲的螺紋尺寸系列—— ST2.9、ST3.5、ST4.2 等——規定螺距、直徑、60° 牙型與螺紋端。 那是一個尺寸系列,不是功能型式。 它對不到任何一個 ASME 字母。

而陷阱在這裡。ISO 也用 C 與 F 這兩個字母, 代表的是 cone end(錐端)與 flat end(平端)。 那不是 ASME 的 Type C 與 Type F。 公制圖面上寫一個裸的「Type C」是真的有歧義的, 而兩種讀法一個是擠壓成形螺絲、一個是端部形狀。

另外沒有官方的轉換表可以把 ST 尺寸對到型別字母。 ISO 1478:1999 Table 1 確實把 ST 尺寸對照到舊的 #0、#1、#2 螺紋號碼, 但明訂僅供資訊。網路上找得到的字母對 ST 的表,都是供應商比較表,不是等效聲明。

公制圖面上,要寫的是適用的 ISO 產品標準、ISO 1478 的 ST 尺寸、 以及該產品標準要求的端部型式。 標準自己的範例寫成 ISO 1478 – ST3,5, 端部型式在產品 designation 裡指定;例如盤頭是依 ISO 7049。

這些字母沒有告訴你的事

我們本來想收在一句話上:字母編碼了母材與孔,所以拿錯就是兩種失效—— 要嘛咬不進去,要嘛把件撐裂。這句話的兩半都太強了。

字母規定的是螺紋、端部、以及對手牙怎麼被做出來。 它並沒有編碼「某一種特定材料搭配某一種特定孔況」。 實際會發生什麼,還取決於孔徑、母材的硬度與延性、板厚或 boss 幾何、 嚙合長度、表面處理,以及裝配條件。

而失效清單比兩種長。除了咬不進去與把件撐裂之外,型別不匹配還可能導致 內螺紋剝牙、螺釘斷裂、boss 塌陷、驅動扭矩過高而無法就位、 夾緊力不足、應力開裂或蠕變,以及切屑相關的問題。

所以誠實的版本是這個,而且它仍然好用: 字母是對這顆螺絲的幾何與方法的描述,不是等級。 它必須被對到那個接頭上,而那個「對」是一件字母不會替你做的獨立工作。

相關的其他篇

四種進到母材的方式怎麼不同、以及為什麼切屑是可靠度問題,見 怎麼選螺絲型式。 擠壓成形進金屬那條路、包含它需要的底孔公差,見 攻牙成形螺絲進金屬。 塑膠的情況見塑膠件用的螺絲, 扭力窗口見自攻螺絲的鎖付扭力。 這個決定在整體順序裡排在哪,見 指定一顆螺絲。 型錄上同時看得到的數字型別——1、23、25——在 那些數字是舊稱, 那篇也是 type 17 原來屬於另一個標準體系的地方。

參考資料

  • ASME B18.6.3-2024 —— Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws(英制);現行標準
  • ASME B18.6.4-1998 (R2005) —— 2013 年併入 B18.6.3;歷史文件
  • ASME B18.6.3-2013 §4.1、§4.1.1.1–4.1.1.5、Table 44 註記 —— 型式描述與「不建議用於新設計」的註記
  • ASME B18.12 —— 開槽與排屑槽端部的型式定義
  • ISO 1478:1999 —— 自攻螺絲螺紋、ST 尺寸系列、螺紋端;Table 1 對照舊螺紋號碼,僅供資訊
  • ISO 7049:2011 —— 帶端部型式的產品標準範例
  • Machinery's Handbook 第 31 版 —— 新設計用 AB
  • SAE J478(2004),已由 ASME B18.6.3-2013 取代

任何特定零件的驗收,由你的圖面與圖面引用的標準決定。

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

自攻螺絲上的型別字母是什麼意思?

它們描述的是螺絲本身,不是品質。每個字母同時定了兩件獨立的事:螺絲用的是 spaced 螺紋還是機械牙牙距,以及對手牙是擠壓成形、切削還是滾軋出來的。A、AB、B、BP 是 spaced 加擠壓;BF、BT 是 spaced 加切削;C 是機械牙牙距加擠壓;D、F、G、T 是機械牙牙距加切削。Type F 不是比 Type B 更好的螺絲。

Type A、AB、B、C、F 是哪份標準定義的?

它們原本在 ASME B18.6.4,涵蓋英制的攻牙成形與攻牙切削螺絲。那份標準已於 2013 年併入 B18.6.3,現在是歷史文件。現行的是 ASME B18.6.3-2024,Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws(英制)。

Type A 是不是已經作廢了?

不完全是。ASME 說明 AB 的適用範圍較廣、建議 AB 優先於 A,A 的尺寸僅供參考,Machinery’s Handbook 也建議新設計用 AB。但標準的字眼是「建議優先」而不是取代,Type A 並沒有被移除。真正被明文標示「不建議用於新設計」的是 Type C,理由是使用量下降與通常需要較高的驅動扭矩。

ASME 的型別字母跟 ISO 1478 的 ST 尺寸是什麼關係?

它們是不同的欄位。ISO 1478 給的是公制螺紋尺寸系列——ST2.9、ST3.5、ST4.2 等——規定螺距、直徑、60 度牙型與螺紋端。那是尺寸系列不是功能型式,而且沒有官方的轉換可以對到 ASME 字母。ISO 1478:1999 Table 1 把 ST 尺寸對照到舊的螺紋號碼,但明訂僅供資訊。網路上把字母對到 ST 的表都是供應商比較表。

公制圖面上可以寫「Type C」嗎?

最好不要。ISO 也用 C 與 F 這兩個字母,代表錐端與平端,跟 ASME 的 Type C、Type F 不是同一件事,所以裸寫一個字母是有歧義的。公制圖面上要寫適用的 ISO 產品標準、ISO 1478 的 ST 尺寸、以及該產品標準要求的端部型式——標準自己的範例是 ISO 1478 – ST3,5,盤頭則依 ISO 7049。

詢價

如果收到的圖面上寫了一個型別字母、旁邊卻沒有標準編號,把它寄過來。 那是哪一套系統通常很快就分得出來,而它會改變報出去的東西。

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