螺絲的基礎知識和其種類

雖然螺絲廣泛用於電子產品中，卻常是最少經過考量的零件之一。儘管如此，DigiKey 提供超過 13,000 種不同類型的螺絲有其原因。螺絲用於固定電路板、連接蓋板和安裝連接器。螺絲與電子元件不同，它們沒有標記，您必須學習識別。

我在初中時，正在學習電阻顏色代碼，同時，我父親 (他是一名機械師) 也在教我怎麼看 #6-32 機械螺絲。事實證明，這是一個非常有用的技能。如果您忘了螺絲的基礎知識，或者對螺絲一無所知，這篇文章將為您提供資訊。

螺絲的基礎知識

螺絲是一種緊固件，使用螺旋槽 (稱為螺紋) 切入圓柱形桿的外部。它與切入圓柱形孔內部的反向螺旋槽配接，無論是在實心主體中或在稱為螺帽的小物體中。將螺絲旋入配接螺紋孔，使螺絲進入配接面。如果螺絲首先穿過一個物體，轉動螺絲直到物體和安裝表面接合，將物體安裝到表面上 (圖 1)。

圖 1：典型圓頭機械螺絲，繪圖顯示其主要規格。(圖片來源：Art Pini)

螺絲的關鍵規格是其大徑、螺距 (或其每單位長度的螺紋數倒數) 和長度。大徑是在螺紋外側測量的直徑。螺距是螺絲轉動一圈的距離，或相鄰螺紋峰之間的距離。螺距的倒數是每單位長度的螺紋數。對於美國和加拿大，單位長度是英寸 (in.)。在使用公制螺絲規格的國家，單位長度是公釐 (mm)。螺絲長度是螺絲底部到參考平面的距離。參考平面是螺絲接觸配接面的位置。對於圓頭螺絲和類似的螺絲，其位於螺絲頭的底部，如圖所示。對於位於埋頭孔中的平頭螺絲，它位於螺絲頭的頂部。

螺紋標準

北美最常用的螺紋標準是統一螺紋標準 (UTS)。UTS 螺絲由公稱直徑和螺紋數指定。例如，¼-20 是直徑為 ¼ 英寸且螺紋數為每英寸 20 螺紋的螺絲。直徑小於 1/4 英寸的螺絲由整數 0-16 指定。直徑小於 0 的螺絲用數字 00、000 和 0000 表示。例如，眼鏡中使用的螺絲通常為 00-72。

UTS 支援各螺絲直徑的多種螺紋計數。較少或較粗的螺紋計數採用統一粗螺紋 (UNC)。具有更細螺距的螺絲採用統一細螺紋 (UNF)(表 1)。

表1：UTS 螺絲標準下的螺絲尺寸。(表格來源：Art Pini)

參考表 1，請注意，每個螺絲直徑，有兩種可能的螺紋數，因此螺紋數 #10 螺絲可提供每英寸 24 或 32 螺紋。

使用量規整數的螺絲的絕對直徑可以透過將量規數字乘以 0.013 再將乘積加上 0.060 英寸來計算。因此，#6 螺絲的直徑為 (6 x 0.013) + 0.060 = 0.138 英寸。

還有一個公制螺絲標準。這些由字母 M 表示，緊接螺絲的大直徑 (以 mm 為單位)，螺距也以 mm 為單位 (表 2)。

表 2：粗螺紋和細螺紋系列的公制螺紋直徑和螺距。(表格來源：Art Pini)

與粗螺紋系列相比，細螺紋提供更多的螺紋直徑選擇，但表 2 中僅顯示重疊的直徑。與 UTS 螺絲一樣，公制螺絲的每個直徑都有兩個螺距。請記住，螺距是每公釐螺紋數的倒數。

螺絲頭形狀和旋入類型

螺絲被製造成各種頭部形狀。每種頭部形狀都有特定的優勢。例如，平頭螺絲通常是埋頭，因此頭部完全低於螺絲被旋入時的表面。這使表面沒有突出物。電子組裝中最常見的螺絲頭類型如下圖 2 所示。

圖 2：一些典型螺絲頭類型的範例。使用的螺絲頭類型通常由應用決定。(圖片來源：Art Pini)

除了螺絲頭的形狀外，螺絲還依旋入類型描述。旋入類型決定用於轉動螺絲的工具性質 (圖 3)。

圖 3：螺絲旋入類型決定可施加到螺絲頭的最大扭矩。還決定用於轉動螺絲的工具類型。此處顯示一些最常用的旋入類型。(圖片來源：Art Pini)

以上所示的所有旋入類型 (六角頭除外) 都需要合適的螺絲起子。六角頭螺絲使用扳手或套筒起子。應用決定旋入類型的選擇。

大多數螺絲在順時針方向旋轉時會鎖入。這稱為右手螺紋。左旋螺紋較少使用，是在逆時針旋轉時鎖入螺絲。

電子產品中會有的螺絲類型

電子產品使用大量的子組件，顯然需要大量的螺絲類型將之固定 (圖 4)。

圖 4：電子組件中常用的螺絲類型。(圖片來源：B&F Fastener Supply、RAF electronic-hardware、Pomona Electronics)

機械螺絲： 顧名思義，這些螺絲用於在機械中連接機器、車輛、電子設備和電器中的組件。其中一例是將電路板固定在螺紋墊片上。B&F Fastener Supply 的 PMS-632-0075-PH 如圖 4 (左) 所示，是一個盤頭、十字旋入、#6-32 機械螺絲，長 ¾ 英寸。

左起第二個自攻鈑金螺絲是 B&F Fastener Supply 的 6X1/2 HHSMS。這是一個長度為 ½ 英寸的 #6 六角頭螺絲。鈑金螺絲用於連接鈑金零件，如機箱或外殼。被插入到只有小導向孔的鈑金元件中。螺絲在旋入時會切割自己的內螺紋。

面板螺絲 (左起第三個) 用於將可拆卸面板固定到位。是帶肩螺絲的一種形式。螺絲的上部 (稱為柄) 沒有螺紋，因為它的用途為穿過面板中的孔，並在螺紋部分將面板固定到螺紋安裝孔時自由轉動。此處的螺絲是 RAF Electronic Hardware 的 0100-SS 開槽頭 #4-40 面板螺絲，長度為 21/32 英寸。

最後一個例子是固定螺絲。固定螺絲係用於將旋鈕、齒輪和凸輪等旋轉零件固定到軸上。這些是無頭螺絲，通常使用開槽或Allen 起子。最右邊 Pomona Electronics 的 4914 #8-32 一字槽頭固定螺絲即為一例。

結論

這裡只說明少數的市售螺絲類型。希望這可以作為一個方便的指南來識別螺絲，並讓您開始為您的下一個設計專案選擇正確的機械螺絲。