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1螺絲的基本認識一.螺絲的價值(前言)………………………….p2二.瞭解螺紋、螺絲的種類及符號的意義……p3-19三.瞭解螺絲的製程........................................p20-27四.瞭解螺絲的原理及功用.............................p28-32五.瞭解螺紋的量測........................................p33-39六.Q&A..........................................................p40莊國斌2一.螺絲的價值(前言)螺絲爲日常生活中不可或缺的工業必需品：如照相機、眼鏡、鐘表、電子等使用之極小螺絲；電視、電氣制品、樂器、家具等之一般螺絲；至于工程、建築、橋梁則使用大型螺絲、螺帽；交通器具、飛機、電車、汽車等則爲大小螺絲並用。螺絲在工業上負有重要任務，只要地球上存在著工業，則螺絲之功能永遠重要。螺絲之型式，不論是眼鏡用的極小螺絲或是大型重電工程用之大螺絲其種類很多，主要目的在使用高度之工業制品組成固定一體，若在使用中常發生牙與牙之間無法密著，過于用力鎖緊則螺絲頭斷離，或牙紋不良鎖不緊等未能達到使用條件，皆爲品質之精度問題。螺絲是“量産品”，不是手工制造的藝術品，在大量生産中，以達到高精度穩定之品質及大衆化價格供應給消費者爲目的。3螺旋各部份名稱1.外徑2.內徑3.節圓直徑4.螺距5.螺紋角6.導程角7.牙峰8.牙根9.螺紋深度4二.瞭解螺紋、螺絲的種類符號的意義2-1.螺紋的種類a.依螺紋旋轉方向可分類右螺紋：依順時針方向旋轉時，向前推進的螺紋。左螺紋：依逆時針方向旋轉時，向前推進的螺紋。b.依螺紋產生線的數目分類單螺紋：由一條螺紋線形成的螺紋，P=L。雙螺紋：由兩條螺紋線形成的螺紋，P=2L。複螺紋：由兩條以上螺紋線形成的螺紋，P2L。註：P=螺距L=導程5螺紋的種類(一)1.右螺紋由側面觀察螺紋自右向左方傾斜者，螺桿依順時針方向旋轉而向下移動者;俗稱右牙，以「RH」符號表示。6由側面觀察螺紋自左向右方傾斜者，螺桿依逆時針方向旋轉而向下移動者;俗稱左牙，以「LH」符號表示。使用在特殊用途，如汽車輪胎以防止迴轉中鬆脫，促進安全。2.左螺紋螺紋的種類(二)7單螺紋雙線螺紋三線螺紋單線螺紋及複線螺紋8C‧依螺紋的外形分類C-1國際標準螺紋國際標準組織所制定之螺紋標準，牙角60°，尺寸單位為mm。C-2統一標準螺紋(美國標準螺紋)為美國、加拿大及英國共有制定之螺紋標準，牙角60°，外螺紋之牙峰面為平面或圓弧，牙根面為圓弧；內螺紋之牙鋒為平面，牙根面為平面或圓弧。分為三種螺紋系列：(1)粗螺牙(UNC)(2)細螺牙(UNF)(3)特別螺牙(UNEF)。C-3梯形螺紋(愛克姆螺紋)公制梯形螺紋之螺牙角29°，代號TM，而英制之愛克姆螺紋之螺牙角為30°，代號為TW，二者之斷面皆成梯形，可用做高精度及快速之傳動。C-4自攻螺絲及鐵板牙螺絲(分使用于金屬與使用于塑料二種)木工螺絲、水泥牆螺絲、鑽尾螺絲。C-5方形螺紋方形螺紋之牙鋒、牙根皆成平面，螺紋角0°。可傳遞較大的之動力，例如起重機、虎鉗等之傳動。C-6管螺紋管螺紋分為(1)錐形管螺紋，代號PT；及(2)平行管螺紋，代號PS兩種。錐形管螺紋用在高密度之流體管線接頭，而平行管螺紋則為一般接頭。錐形管螺紋角60°，錐度1：16。C-7惠氏螺紋螺紋角度為55度，牙頂與牙底為圓弧面。英國國家標準採用之螺紋。但是不常用。C-8鋸齒形(Buttress)螺紋:螺牙呈鋸齒形。9螺紋種類介紹(一)V形螺紋美國標準螺紋螺紋的深度H=0.866P0.6495P螺紋深度H0.866PH110統一標準螺紋國際公制標準螺紋H=0.866PH=0.866P螺紋種類介紹(二)11惠氏螺紋圓螺紋H=0.96049PH=0.5P螺紋種類介紹(三)12方螺紋鋸齒形螺紋H=0.5PH=0.75P螺紋種類介紹(四)13英制愛克姆螺紋H=0.5P+0.25mmH=0.5P+0.01inch螺紋種類介紹(五)公制愛克姆螺紋14B.常見螺絲材質a.LowCarbonSteel:低碳鋼b.SS-304:StainlessSteel304不鏽鋼c.合金鋼d.SS-302:StainlessSteel302:結構韌性較好e.Aluminum5052:鋁合金5052f.Brass:黃銅g.Bronze:青銅h.UNSC11000Copper:銻銅i.塑膠PC，壓克力15C.一般常用規格C-1:DriveCode/頭部剖溝,特徵.a.Slotted:一字(Minus)b.Phillips:十字(Plus)c.Phil-Slot:一字/十字d.HexScoket:內六角e.OneWay:單向(只可鎖入,不可退出)f.星形(K字形、T字形)g.雙孔型C-1:HeadCode/頭部外型.a.Flat:平頭(鎖入後,頂部與工作件齊平)b.Oval:色拉頭c.Round:圓頭d.Pan:圓扁頭e.Truss:大圓扁頭f.Hex:六角頭.161718D.常見螺絲規格與標示1:公制螺絲公制螺絲直接以螺絲外徑標示螺絲型號,如M3即螺絲外徑爲3mm.;M4即螺絲外徑爲4mm.Note:公制螺絲于螺絲型號後方,有時會注明螺絲牙距.如M3x0.5,M4x0.7,M5x0.8,M6x1.公制螺絲,直接標示螺絲長度,單位爲mm.螺絲之總長度標示,只計算頭部以下之長度,不含頭部高度.但平頭螺絲例外,其螺絲之總長度標示含頭部高度.2:英制螺絲英制螺絲W1/8-40T(外徑=1/8=3.175mm,每英寸40牙)英制螺絲,直接標示螺絲長度,單位爲英寸3.美規號數螺絲美規螺絲以番號表示Nr.6-32UNC(外徑為6號，每英吋32牙)UNC(美規粗牙)Nr.4-48UNF(外徑為4號，每英吋48牙)UNF(美規細牙)4.管螺紋管螺紋PT1/8“-28(PT為管螺紋的代號，外徑1/8”，每英吋28牙)19公制螺紋與美製制螺紋表示法1.公制螺紋表示法例LH2NM18×2–12.美制螺紋表示法例1/2–13UNC–2A–LH螺紋旋向螺紋線數公制螺紋螺紋外徑螺紋螺距配合等級公稱尺寸每吋牙數統一標準粗牙配合等級螺紋旋向20三.瞭解螺絲的製程製作流程化成、伸線、球化、打頭、輾牙、熱處理、電鍍、檢驗、包裝01.化成未經處理的鋼鐵線材是容易生銹的，將盤元酸洗把盤元外面的氧化鐵除掉（盤元是鋼鐵材料之一）。在圖中去除鐵銹是各項加工程序的重要製程之一，而國內主要生產盤元線材的廠商大部分是從中鋼、嘉益、龍慶、燁興、豐興等公司引進（目前國內線材供應大廠為中鋼公司），少部分是進口。圖1未酸洗的盤元圖2未酸洗的盤元212、伸線(抽伸成線材)伸線過程包括大線粗伸及精伸，其製造過程有：粗伸、精抽、酸洗、面處理和精伸等工程，粗伸工場以機械除銹方式生產，提昇效率、精伸工場負責成品的最後加工步驟，須確實控制成品的精伸規格及機械性質之穩定。且其製作伸線過程安定,品質亦高。圖1伸線機圖2伸線機223、球化(再經球化處理成球化線材)如果要讓螺絲品質更高，就可以在經過球化，對提昇螺絲產品之品質極大的幫助，中鋼、春雨、嘉益等廠家也能生產各種符合國際標準之球化退火線材,球化退火處理。球化退火主要的目的，是希望藉由熱處理使鋼鐵材料內部的層狀或網狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。常見的球化退火處理包括：（1）在鋼材A1溫度的上方、下方反覆加熱、冷卻數次，使A1變態析出的雪明碳鐵，繼續附著成長在上述球化的碳化物上；（2）加熱至鋼材A3或Acm溫度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田體後急冷，再依上述方法進行球化處理。使碳化物球化，尚可增加鋼材的淬火後韌性、防止淬裂，亦可改善鋼材的淬火回。234、打頭鍛造是一種更新的成型有螺紋緊固件的方法，是主要使用的一種方法。粗淺地說，鍛造是靠錘子擊打，並形成所需材料的方法。這種鍛造形式在使用時，稱作打頭或成型。打頭是靠在一小段線材的末端，施加壓力而成型材料的方法，從而使材料變成所設想的形狀。打頭由兩種不同的形式組成:鍛粗和拉伸鍛粗：是靠在一小段線材的末端，施加壓力而使材料成型變大和變厚的方法，比如:鑿子就是用鐓粗的方法使它的末端變粗的。每一次鍛粗沖擊的變形量，一般能接收的原則是Max-2-1/4倍的直徑。拉伸：是靠壓迫材料，強迫使它通過一個開口，從而使材料的截面積減小的成型方法。比如擠牙膏，就是通過擠壓牙膏管子，而形成拉伸。拉伸過程中減少的百分比是由沖模的設計來決定的，但是，一般的原則是在30度的基本角度上，允許面積的減少量為30%。(理論上超過50%以上是可行的，但拉伸如此大會造成硬化的太厲害，會妨礙到後面工序的進行)打頭的形式有兩種:熱打，溫打和冷打熱打：被成型的材料在熱打前要加熱到室溫以上，材料升高的溫度是由材料和所期望的變形量來決定的，溫度超過材料變態點以上時稱為熱打。溫打：成型的材料在熱打前要加熱到室溫，材料升高的溫度是由材料和所期望的變形量來決定的，溫度低於材料變態點以上高於室溫時稱為溫打。冷打：材料是在室溫下變形的。按照打頭工藝，熱打或溫打一般比冷打慢得多，這就使「熱打或溫打的零」比「冷打的零件」價格更貴。一些材料必須用熱打或溫打才能成型，但是，當用冷打的方法也能成型的時候，熱打或溫打就不會使用。打頭機裡面真正做成型動作的部位叫做：沖棒和沖模打頭是由「打頭機」完成的，它是一種臥式複雜沖床，在打頭機裡面真正做成型動作的部位叫做沖棒和沖模。沖棒：像一個錘子的部位叫，它提供沖擊和壓力給材料沖模：是一個材料在裡面被施予壓力，而使材料變形的部位。不同的打頭機有不同數量的沖棒和沖模。每一台打頭機都最少有一沖一模。一般地，沖棒和沖模的數量越多，機器成型的能力越強，但製造的速度會更慢，打頭的成本也會增加。245、輾牙螺絲製作程序中，輾牙為第六個重要的步驟。經過打頭完成的裸材，藉由輾牙的程序，可以在鋼線上輾出所需的螺牙，形成螺絲的基本外型。由於輾牙涉及機械與金屬的摩擦，一般會發出極大的噪音。而裸材可以連續進入輾牙的位置，且輾牙的過程稍長於打頭，因此會產生穩定性的噪音。圖1輾牙機圖2輾牙機256、熱處理製造流程分為兩種：滲碳爐和調質爐熱處理的目的在增強產品品質，其製造流程分為兩種：滲碳爐：將製品倒入磁性送料帶、以熱水清洗表面、入爐滲碳、油冷卻、熱水清洗、回火爐、成品。調質爐：將製品倒入送料機、以熱水清洗表面、入爐調質、油冷卻、表面熱水清洗、回火爐、表面浸油、成品。製品入爐前應先核對工作令與產品標籤之材質、規格是否相符，才可入爐。並於製程中注意爐內溫度，管制CP值，製品出爐後，檢測心部硬度及扭力值，最後放置於存放區，等待出貨。其前提是鋼鐵材料的基礎：１）晶格子２）鐵的同素變態３）鐵/碳系平衡狀態圖４）變態點的計算式５）在室溫的標準組織變態點是決定熱處理條件時的重要因素，變態點是依合金元素而變化。螺絲用鋼鐵的代表性顯微組織，螺絲用鋼鐵的壓延材料顯微組織是軟質的肥粒鐵與硬質的波來體混合組織依熱處理變化為球狀化雪明碳體組織或強度、韌性優越的退火麻田散鐵組織。依熱處理：(1)退火(2)正常化(3)淬火(4)回火(5)其他等概要說明，螺絲基本是退火與淬火、回火。退火：退火的效果是由於退火提高變形能、降低變形阻力球狀化退火更提高冷作加工性。淬火：對於淬火冷卻速度的效果，鋼的組織是依冷卻速度自沃斯田鐵狀態起變化最高硬度，麻田散鐵的硬度依含碳量決定，硬度與淬火性不同，淬火性是表示「是否容易淬火」加熱溫度淬火溶液的冷卻能、淬火液的種類、溫度等使冷卻能變化，淬火方法也變化質量效果：碳鋼的質量效果大，直徑大生成微細波來鐵或肥粒鐵，不易淬火進去。合金鋼的質量效果小，直徑變大內部的冷卻速度變小但也容易淬火。約米尼試驗與淬火性CTC曲線與淬火性等的說明。回火：又對於回火，機械性質的變化：為應付要求特性而選擇回火溫度與時間。低溫回