工程工具 · 先导孔与钻头尺寸
#18 木螺钉先导孔与钻头尺寸
#18 木螺钉的公称体径为 0.2940 in(7.47 mm)。下面分别列出螺纹咬合的先导孔与螺钉穿过的贯通孔,并给出各自最接近的英制钻头与公制钻头档,逐项披露每一个数的取数口径。表内数值取自公有领域的美国政府出版物,是现场作业实践值。
#18 木螺钉的先导孔取 13/64 in,即 0.2031 in(5.16 mm)。最接近的英制钻头是 13/64(0.2031 in)与 #6(0.2040 in);最接近的公制钻头档是 5.20 mm 与 5.10 mm。这是源表实践值,不是标准值。
算我这一单
用本档螺钉号与材料预填打开先导孔计算器:给出孔径、最接近的英制与公制钻头档,以及一份可打印、可带着上工的清单。
打开时已预填螺钉号 18 与材料「软木」;在那里把材料改为硬木,即可同时看到硬木口径。
#18 木螺钉三个孔径与钻头档
表内三行分别是螺钉体径、先导孔(螺纹在此咬合,源表把它印作 STARTER HOLE)与贯通孔(螺钉穿过它,源表把它印作 PILOT HOLE)。分数与毫米值取自源表;小数英寸值就是同一个分数按 1 in = 25.4 mm 换算的结果。源表印的十进制英寸列故意不搬运:该列存在末位差与一处串位,因此本页每一个英寸值都可由毫米值复算。
| 参数 | 原表列名 | 分数(in) | 小数(in) | 毫米(mm) | 原表钻头 | 最接近的英制钻头 | 最接近的公制钻头档 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺钉公称体径螺钉的公称大径,也是两个孔径的比较基准。 | NOMINAL SCREW BODY DIAMETER | 19/64 | 0.2940 | 7.47 | 原表无值 | 原表无值 | 原表无值 |
| 先导孔(螺纹在此咬合)钻在承力的那块料上,深度约为螺纹长度的 1/2 至 2/3。 | STARTER HOLE DRILL SIZE | 13/64 | 0.2031 | 5.16 | No. 4(4/16 in) | 13/64 · 0.2031 in · 偏差 0.0000#6 · 0.2040 in · 偏差 0.0009#7 · 0.2010 in · 偏差 0.0021 | 5.20 mm · 偏差 0.0016 in 5.10 mm · 偏差 0.0023 in 5.25 mm · 偏差 0.0036 in |
| 贯通孔(螺钉穿过)钻在要被固定的那块料上,让螺钉穿过而不咬合。 | PILOT HOLE DRILL SIZE | 19/64 | 0.2969 | 7.54 | No. 5(5/16 in) | 19/64 · 0.2969 in · 偏差 0.0000M · 0.2950 in · 偏差 0.0019N · 0.3020 in · 偏差 0.0051 | 7.50 mm · 偏差 0.0016 in 7.60 mm · 偏差 0.0023 in 7.40 mm · 偏差 0.0056 in |
源表列名与现代命名相反:FM 5-426 把螺钉穿过的孔印作 PILOT HOLE、把螺纹咬合的孔印作 STARTER HOLE。本页一律使用现代命名(贯通孔 / 先导孔),并在每一行旁印出原表列名,防止两者读反。
偏差指该钻头与上一行那个孔径之间的差:负值表示钻头比孔小,正值表示比孔大。候选按接近程度排序,因此第一条就是手边最接近的可用钻头。
两支不同命名体系同径时(字母系列 E 与分数档 1/4),本页保留为两条独立条目,互不替代。
表内那个单一值的来历
FM 5-426 每个规格只给一个值,不分材料、也不分树种。手册正文给出的钻孔目的只有三条:定位准、防劈裂、省时间。它的适用面是软木建筑木作,因此这个单一值最恰当的读法是「软木现场作业实践值」,而不是经过校验的设计许用值。这也是上表只有一列、没有材料矩阵的原因。
软木(实测)与硬木(推算)对照
源表每个规格只给一个值,不分材料也不分树种,那个值就是本表的软木列。硬木列是把林产品实验室(FPL)的硬木比例套在同一个值上得到的,属推算、不是实测。请以软木列作为实践值使用;硬木列只作规则演示。
| 螺钉号 | 软木(源表实测值) 实测实践值 | 硬木(推算值) 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
|---|---|---|
| #1 | 原表无先导孔值 | 原表无先导孔值 |
| #2 | 0.0625 in (1.59 mm) | 0.0562 in (1.43 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #3 | 0.0625 in (1.59 mm) | 0.0562 in (1.43 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #4 | 0.0781 in (1.98 mm) | 0.0703 in (1.79 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #5 | 0.0781 in (1.98 mm) | 0.0703 in (1.79 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #6 | 0.0938 in (2.38 mm) | 0.0844 in (2.14 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #7 | 0.1094 in (2.78 mm) | 0.0985 in (2.50 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #8 | 0.1094 in (2.78 mm) | 0.0985 in (2.50 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #9 | 0.125 in (3.17 mm) | 0.1125 in (2.86 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #10 | 0.125 in (3.17 mm) | 0.1125 in (2.86 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #12 | 0.1406 in (3.57 mm) | 0.1265 in (3.21 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #14 | 0.1562 in (3.97 mm) | 0.1406 in (3.57 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #16 | 0.1875 in (4.76 mm) | 0.1688 in (4.29 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
| #18 | 0.2031 in (5.16 mm) | 0.1828 in (4.64 mm) · 推算 · 非实测 · 不作设计值 |
硬木列的前提
推算,非测量值:按「FM 的 STARTER HOLE 即按螺纹根径钻」这一假设,把林产品实验室硬木 90%×根径 的口径套在源表实测先导孔值上。木螺钉螺纹根径没有可引用的公有领域标准值(有值的是版权标准,本页不引),故硬木列只能作规则演示:它不是实测值、不是设计值,也不能作为报价依据。
对照:载荷设计口径的规则
用于承载接头时,先导孔按螺纹根径的一定比例给定:软木约 70%、硬木约 90%。硬木取更大比例的原因是它来自拉拔力公式的适用条件,不是材料偏好。该规则可自《Wood Handbook》上溯 NBSIR 77-1282 至 1926 年的 NBS 论文,那里是最早记录。
原文短引用: “This equation is applicable when screw lead holes have a diameter of about 70% of the root diameter of the threads in softwoods, and about 90% in hardwoods.”
该规则的基准是螺纹根径,不是杆径、也不是公称体径。同一章里方头螺钉(lag screw)另有一组以杆径为基准的规则,两者不得混用。
上表的值与这条规则来历不同:表内是软木建筑木作的现场实践值,规则是载荷设计比例。就本页这些规格而言,两者相差约四成,故不得互相换算、也不得取平均。
螺纹根径:两种估计口径,并列不合并
- 估计口径①:美国国家标准局 1977 年记录的行业惯例,根径 = 体径 × 0.67;本规格为 0.1970 in(5.00 mm)。
- 估计口径②:源表自身的先导孔值,前提是把它当作根径——这正是 1926 年美国国家标准局论文记录并判其应停用的木工/柜匠惯例。
两者来历不同、数值不同,是两种并列的估计口径,不是同一个量的两次测量;不得取平均、也不得合并成一个根径值。
原表列名与现代命名对照
读上表时对照此映射。前两行之所以相反,正是本页在每一行旁印出原表列名的原因。
| FM 5-426 列名 | 现代命名 |
|---|---|
| SCREW SIZE | 螺钉号(原表的列头维度;原表没有材料列) |
| NOMINAL SCREW BODY DIAMETER | 公称体径(原表把同一个量分小数行与 1/64 分数行两行书写) |
| PILOT HOLE DRILL SIZE | 贯通孔(间隙孔):螺钉穿过的那个孔。原表把它称作 pilot hole,与现代命名相反 |
| PILOT HOLE BIT SIZE | 上述贯通孔对应的螺旋钻头号;n 号 = n/16 in,是编号不是直径 |
| STARTER HOLE DRILL SIZE | 先导孔:螺纹咬合的那个孔,也就是现代所说的 pilot hole |
| STARTER HOLE BIT SIZE | 上述先导孔对应的螺旋钻头号,同样按 n 号 = n/16 in |
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常见问题
#18 木螺钉应该钻多大的先导孔?
钻 13/64 in,即 0.2031 in(5.16 mm)。最接近的英制钻头是 13/64(0.2031 in,偏差 0.0000 in)与 #6(0.2040 in);最接近的公制钻头档是 5.20 mm 与 5.10 mm。该值来自 FM 5-426 的 starter hole 列(按现代命名即先导孔),是现场作业实践值,不是标准值。它钻在承力的那块料上,深度约为螺纹长度的 1/2 至 2/3。
先导孔和贯通孔有什么区别?
两者钻在木料的不同部位。贯通孔钻在被固定的那块料上,孔径等于或略大于螺钉体径(#18 螺钉为 0.2940 in,即 7.47 mm),本页给出 19/64 in(7.54 mm)。先导孔——也就是多数人说的 pilot hole——钻在承力的那块料上,孔径小于体径,让螺纹咬合:本档为 13/64 in(0.2031 in)。源表把两者印反了,所以上表每一行都带原表列名。
每个螺钉号都有先导孔值吗?
没有。源表从 #2 起每个档位都列了 starter hole,但它覆盖的最小螺钉号是空的。凡留空处,本页写明「原表无值」而不补算,因为补算出来的数与实测值无法区分。
这些数字是标准值吗?
不是,它们也不是设计值。本页每一个数都是取自公有领域美国政府出版物的现场作业实践值或文本规则。木螺钉与钻头系列的版权标准只在本页记其存在,不引其任何表值;载荷设计规则所需的螺纹根径也不在任何公有领域来源中规定。
硬木应该钻多大?
按载荷设计口径而不是按源表:#18 螺钉在硬木中约取 0.1828 in(4.64 mm),即按硬木比例 90% 乘螺纹根径,并假定该根径等于源表的先导孔 13/64 in。这是推算、不是实测,本页因此标为推算并把它排除在主表之外。若接头要承力,请以木料供应商数据与设计要求为准。
哪支钻头最接近 13/64 in 的先导孔?
英制系列里最近的是 13/64(0.2031 in,偏差 0.0000 in),其次是 #6(0.2040 in,偏差 0.0009 in)与 #7(0.2010 in)。公制系列里最近的是 5.20 mm(偏差 0.0016 in)、5.10 mm(偏差 0.0023 in)与 5.25 mm(偏差 0.0036 in)。注意英制与公制是两套不同的钻头系列:整个区间内只有三档同径,所以公制钻头通常只是「名义上最接近」的替代,并非等径。
#18 螺钉有多大?
#18 木螺钉的公称体径是 19/64 in,即 0.2940 in(7.47 mm)。螺钉号是尺寸编号,不是英寸分数、也不是毫米直径,因此只能查表而不能量出来。先导孔与贯通孔都是相对这个体径给出的。
能用公制钻头代替英制钻头吗?
多数情况可以,只要接受孔径略有不同。13/64 in 的先导孔,最接近的公制钻头是 5.20 mm,与该孔相差 0.0016 in;次近的是 5.10 mm。由于本族用到的公制档步距很小,这个差通常远小于木接头的公差;但两套系列只在少数档位同径,所以请看偏差而不是只看名义尺寸。若要承力,先钻一块试件。
参考出处
上述每一个数值与规则都取自公有领域的美国政府出版物。木螺钉与钻头系列的版权标准只记其存在:不引其任何表值,螺纹根径也不在其中任何一份里规定。
参考出处
- 编号钻 / 字母钻 / 分数钻系列的钻头尺寸固定值
- FED-STD-H28/2B《Unified Inch Screw Threads》 (1984)
- FF-S-111D《Screw, Wood》(美国联邦规范) (1974)
- FM 5-426《Carpentry》(美国陆军 · 源表) (1995)
- FPL-GTR-190《Wood Handbook》第 8 章 Fastenings(美国农业部林产品实验室) (1999)
- TC 9-524《Fundamentals of Machine Tools》(美国陆军) (1996)
- NAVEDTRA 14043《Builder 3 & 2》(美国海军) (1994)
- NBS Technologic Paper 319《Holding Power of Wood Screws》 (1926)
- NBSIR 77-1282(美国国家标准局) (1977)
免责声明:本页每一个数都是取自公有领域来源的工程实践值或文本规则,不是标准值、不是设计值,也不是验收依据。承力作业请以木料供应商数据与设计要求为准,并先钻试件。本页不复制任何版权标准的表值。