什麼是攻牙底孔鑽頭尺寸計算器?
在用絲攻(tap)切削內螺紋之前,必須先鑽出一個直徑剛剛好的底孔。孔太小,絲攻會卡死甚至斷裂;孔太大,螺紋深度不足、強度太弱。這個計算器會依照你想要的螺紋嚙合率,分別針對英制(英吋/TPI)與公制(公釐牙距)兩種螺紋標準,算出建議的底孔鑽頭直徑。
使用方式
先選擇螺紋制式。若是英制螺紋,輸入以英吋為單位的大徑(major diameter)與每英吋牙數(TPI);若是公制螺紋,則以公釐輸入大徑與牙距(pitch)。接著設定螺紋嚙合率——機械加工的標準值通常取 75%,可在強度與攻牙扭力之間取得平衡。若材料較硬,可調低至 50~65%,以降低絲攻斷裂的風險。
公式說明
英制螺紋的牙深可近似為 \(0.6495 / TPI\)。當嚙合率為 75% 時,會從兩側各去除 75% 的牙深,因此實際運算式中的常數即為 0.0130:
$$D_{drill} = D_{major} - \left( 0.0130 \times \frac{\%\,thread}{TPI} \right)$$
公制螺紋的單側牙深大致等於牙距,因此:$$D_{drill} = D - \left( pitch \times \frac{\%}{100} \right)$$
實例演算
以 1/4-20 UNC 螺絲(大徑 0.25",20 TPI)取 75% 嚙合率為例:$$D_{drill} = 0.25 - \left( 0.0130 \times \frac{75}{20} \right) = 0.25 - 0.04875 = \mathbf{0.20125\,\text{\"}}$$ 最接近的標準鑽頭是 #7(0.201"),這正好就是 1/4-20 公定的攻牙底孔鑽頭尺寸。
常見問題
為什麼是 75% 嚙合率?因為它約能提供完整螺紋 95% 的抓持強度,同時大幅降低攻牙扭力與絲攻斷裂的機率。
可以四捨五入到標準鑽頭尺寸嗎?可以——選擇等於或略大於計算結果的最接近標準鑽頭即可。
這對軟質材料也適用嗎?鋼材可用較高的嚙合率(約 75%),韌性較強的合金則建議調低(約 60%),以保護絲攻。