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攻牙底孔與鑽孔表TAP DRILL & CLEARANCE HOLE

選擇公制(M1–M30 粗牙 / 細牙)或英制 UNC / UNF 螺紋,立即查出攻牙底孔、螺紋嚙合率、小徑、ISO 273 通孔(精 / 中 / 粗)、內六角螺栓沉頭孔尺寸,以及 3D 列印自攻孔與熱熔銅螺母孔徑。

  • 標準ISO 261 / 2306 / 273
  • 公制M1–M30 粗牙 / 細牙
  • 英制#2 – 1" UNC / UNF
  • 3D 列印自攻孔 · 熱熔螺母

RESULT

即時計算

攻牙底孔(鑽頭)Ø

4.20mm

M5:攻牙底孔 Ø4.20 mm,螺絲通孔建議 Ø5.5 mm(ISO 273 中級)。

TAPPED & CLEARANCE HOLE
攻牙底孔與鑽孔表 — 示意圖⌴ Ø10.0 ↧5.5Ø5.50thread Ø5.00drill Ø4.20SECTION A–A

明細

牙距 PP
0.80mm
理論底孔 d − Pd − P
4.200mm
此鑽頭的螺紋嚙合率%
77%
75% 螺紋嚙合的底孔Ø 75%
4.221mm
公稱外徑(大徑)d
5.00mm
內螺紋小徑 D1(基本)D1
4.134mm
通孔 精級(ISO 273 fine)fine
5.3mm
通孔 中級(ISO 273 medium)medium
5.5mm
通孔 粗級(ISO 273 coarse)coarse
5.8mm
內六角螺栓頭部直徑dk
8.5mm
沉頭孔直徑⌴ Ø
10.0mm
沉頭孔深度(頭部齊平)⌴ ↧
5.5mm
3D 列印自攻孔(直接鎖入塑膠)Ø PLA
4.50mm
熱熔銅螺母孔徑(參考)Ø insert
6.4mm
熱熔銅螺母長度(參考)L insert
9.5mm

帶入 3D 生成器

以計算結果的參數開啟生成器,直接下載 STEP / STL。

HOW-TO

如何使用攻牙底孔與鑽孔表

  1. 1選擇螺紋制式:公制 ISO 或英制 UNC / UNF。
  2. 2從下拉選單選擇螺紋規格;公制可直接選細牙,例如 M10×1.25。
  3. 3需要時調整螺紋嚙合率,硬材或深孔可降到 65% 左右。
  4. 4讀取攻牙底孔、通孔(精 / 中 / 粗)與沉頭孔尺寸,按 📋 複製到圖面或加工單。
  5. 53D 列印零件可直接採用自攻孔或熱熔銅螺母孔徑,或按「帶入 3D 生成器」產生對應的螺栓與螺帽。

預設條件計算結果

項目數值
螺紋制式公制 ISO
公制螺紋規格M5
螺紋嚙合率75 %
攻牙底孔(鑽頭)(Ø)4.20 mm
牙距 P(P)0.80 mm
理論底孔 d − P(d − P)4.200 mm
此鑽頭的螺紋嚙合率(%)77 %
75% 螺紋嚙合的底孔(Ø 75%)4.221 mm
公稱外徑(大徑)(d)5.00 mm
內螺紋小徑 D1(基本)(D1)4.134 mm
通孔 精級(ISO 273 fine)(fine)5.3 mm
通孔 中級(ISO 273 medium)(medium)5.5 mm
通孔 粗級(ISO 273 coarse)(coarse)5.8 mm
內六角螺栓頭部直徑(dk)8.5 mm
沉頭孔直徑(⌴ Ø)10.0 mm
沉頭孔深度(頭部齊平)(⌴ ↧)5.5 mm
3D 列印自攻孔(直接鎖入塑膠)(Ø PLA)4.50 mm
熱熔銅螺母孔徑(參考)(Ø insert)6.4 mm
熱熔銅螺母長度(參考)(L insert)9.5 mm

攻牙底孔、小徑與螺紋嚙合率

內螺紋的強度取決於絲攻切出的牙深,而牙深由底孔大小決定。底孔越小,嚙合率越高,但攻牙扭矩也急遽上升。公制螺紋最常用的經驗公式是「底孔 = 外徑 − 牙距」,對應約 77% 的嚙合;英制則以嚙合率公式 Ø = D − 0.01299 × % / TPI 計算後選用最接近的標準鑽頭。工具同時列出內螺紋基本小徑 D1 = d − 1.082532P,可用來檢查底孔是否落在 6H 內螺紋的小徑公差範圍內。

通孔與沉頭孔設計

螺栓穿過的零件應鑽通孔而非攻牙,否則兩件的螺紋會互相「頂住」,無法把零件夾緊。ISO 273 把通孔分為精、中、粗三級,一般設計採用中級即可。內六角螺栓若要埋入表面,沉頭孔直徑依 DIN 974-1、深度略大於頭高。英制部分以 D + 1/64、1/32、1/16 吋近似 ASME B18.2.8 的 close / normal / loose,正式圖面請再核對規範。

3D 列印零件的螺紋做法

FDM 列印件不建議直接列印細小螺紋。常見三種做法:一、畫約 0.9·d 的孔讓螺絲自攻,簡單但不耐反覆拆裝;二、預留熱熔銅螺母孔,用烙鐵把銅螺母壓入,耐用且可多次拆裝;三、預留六角螺帽槽嵌入一般螺帽。孔徑仍會受機台、線材與層高影響,建議先列印測試片確認;送 Orinovate 以 SLS / MJF 或 CNC 製作時也可直接攻牙。

計算公式

Metric tap drill (ISO 2306): Ø = d − P  (≈ 77 % thread engagement)
Standard drill: d − P rounded to the next standard drill size (0.1 mm steps ≥ M3, 0.05 mm below; DIN 336), e.g. M8 → 6.8, M12 → 10.2
Drill for a given engagement: Ø = d − 0.01299 · % · P   (P = 1 / TPI for inch)
Engagement of a drill: % = (d − Ø) / (0.01299 · P)
Basic minor diameter (internal): D1 = d − 1.082532 · P
Clearance holes ISO 273: fine / medium / coarse; inch ≈ D + 1/64, 1/32, 1/16 in (close / normal / loose, ≈ ASME B18.2.8)
Socket-head counterbore (DIN 974-1): Ø per table, depth ≈ k + 0.5 mm (k = d for ISO 4762)
3D print: self-tapping hole ≈ 0.9 · d (0.85–0.95 · d); heat-set insert hole = vendor value (reference)

計算結果僅供設計參考,實際製造請依廠商型錄與相關標準確認。

常見問題

公制攻牙底孔為什麼是「外徑減牙距」?

ISO 2306 建議 6H 內螺紋的底孔約為 d − P,例如 M5×0.8 用 Ø4.2、M6×1 用 Ø5.0、M8×1.25 用 Ø6.8。這個孔徑大約產生 77% 的螺紋嚙合,已能發揮螺栓絕大部分的強度,同時保持合理的攻牙扭矩。工具會把 d − P 取到下一個標準鑽頭尺寸(M3 以上 0.1 mm 級距、以下 0.05 mm,依 DIN 336),並同時列出理論值。

螺紋嚙合率要選多少?

一般鋼與鋁件 75% 是標準值;不鏽鋼、鈦合金或深度超過 1.5d 的盲孔,可降到 60–65% 以減少絲攻折斷風險。研究顯示嚙合率從 75% 提高到 100%,螺紋強度只增加約 5%,攻牙扭矩卻倍增。

ISO 273 通孔精級、中級、粗級怎麼選?

精級(例如 M5 用 Ø5.3)適合需要精確定位、孔位精度高的組裝;中級(Ø5.5)是最常用的一般用途;粗級(Ø5.8)適合多孔對位、焊接件或孔位公差較大的鈑金與 3D 列印件。

3D 列印的零件可以直接鎖螺絲嗎?

可以。FDM 列印件常見做法是把孔畫成約 0.9·d(M3 約 2.7 mm),讓螺絲自行切出螺紋,適合不常拆裝的位置。需要反覆拆裝或承受較大扭矩時,建議改用熱熔銅螺母,孔徑請以螺母廠商資料為準,本表數值僅供參考。

沉頭孔要做多深?

ISO 4762 內六角螺栓頭高 k 等於螺紋外徑 d,若要頭部齊平,沉頭孔深度約為 k + 0.5 mm;直徑依 DIN 974-1 比頭部直徑 dk 大約 1–2 mm,以容納頭部倒角與板手空間。

英制螺紋的鑽頭編號(#7、F、27/64)是什麼?

美制鑽頭有號數鑽(#1–#60)、字母鑽(A–Z)與分數鑽(1/64 吋級距)三種系列。本工具依指定嚙合率算出理論孔徑後,自動找出最接近的標準鑽頭,例如 1/4-20 UNC 對應 #7(0.201 吋)。

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