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在板金加工領域，螺孔雖然看似細小，卻是確保機殼、機構件、電子外殼等結構完整與可靠的重要環節。當使用薄板金材質時，傳統的螺紋攻牙方式往往會因為厚度不足、變形量大、強度不夠或加工難度提升而失效。因此在實務工程設計與製造中，工程師須掌握板金螺孔製作的多種方案，依據材質、厚度、負荷、裝配效率、成本及維修需求選擇最合適的方法。
本文將介紹四種常見於板金螺孔製作的方法：攻牙、壓入式螺母、拉帽（拉釘螺母）與焊接螺母，並從工藝、設計原理、適用條件、優缺點等角度深入說明，讓您在設計圖面或製造流程中具備完整判斷能力。
攻牙（Tapping）方式
對於較厚的板金，或設計中希望直接利用板材本體形成螺紋孔，攻牙方式最為直觀。板金屬於金屬板材加工（常見如 SPCC、SECC、SS41、SUS304 等），在板材厚度 t 足夠時，可直接鑽孔後攻牙。
實務建議：薄板 t 小於 3 mm 時盡量使用細牙螺紋；若 t 小於 1 mm 則不建議攻牙，改採自攻螺絲。一個簡易判斷公式：
t ≥ 0.5 × d
其中 d 為螺紋名義直徑。舉例而言，板厚 1.5 mm 最大可攻 M3 孔；厚度米 3 mm 可攻 M6 孔。
在設計圖面時，應注意：螺紋圈數至少為 1.5 圈，建議 2 圈以上，以提升螺紋承載強度。由於板金材料薄、螺牙圈數少，其強度往往低於實心母材攻牙，因此不建議用於承受高荷載或重振動情況。
從科學原理來看，當螺紋插入薄板時，主要負載透過板材的壁厚承受剪切與拉力，如果壁厚過薄，螺牙根部材料將無法形成足夠的預應力並會產生脆裂或剝離。對於圖面設計者而言，最佳做法是先驗證板材厚度、螺紋規格、螺牙圈數，並評估負荷情況（如靜載、動載、振動、熱膨脹等）。
舉例：假設使用 SUS304板厚 t = 2.5 mm，設計螺紋 M4 （d ≈ 4 mm），根據 t ≥ 0.5d → 2.5 ≥ 0.5×4 = 2 mm，尚可攻牙。但若該螺孔需承受來自振動設備的反覆扭矩，可能仍須改為下述另一種方法以提高穩定性。
壓入式螺母（Press-in Nut）
當板金厚度較薄或希望在生產上提升效率、避免攻牙難題時，壓入式螺母是一種極具效益的方案。所謂壓入式螺母（亦稱 崁入式螺帽、壓鉚螺母、壓帽）透過專用壓帽機將螺母壓入預先切好開孔的板金中，形成螺紋孔。其設計時只需在圖面中標註供應商所提供的壓帽規格與對應開孔直徑即可。
其優點包括：安裝方便、適用範圍廣（鋼板、鋁板、不鏽鋼板皆可）、成本較低、且部分款式可在板金上製作盲孔（背面不可接觸）設計。
從應用角度解析：設計者在板金圖面上需規範「壓入螺母型號」、開孔尺寸、公差、壓入深度及壓入方向。由於螺母與板金金屬設定為干擾配合（press-fit），其連接強度來自螺母凸緣與孔邊之間的擠壓摩擦力及螺紋承載。因此，需注意板金孔邊緣剩餘壁厚、孔距與板金局部變形。舉例：若板金厚 t = 1.2 mm，選用某壓入螺母型號 PN4 ，其推薦開孔直徑 Ø 4.8 mm，加壓至螺母底面緊貼板材即可。由於無需攻牙，生產效率提升，特別適合大量自動化裝配。
設計者亦須評估該螺紋端的承載要求：例如要求螺栓扭力為 2 Nm，若選擇壓入螺母，其螺紋母材由螺母本身承載而非板金，因此適用於中等負荷情況。若負荷更高或要求振動耐久性極高，可能仍須採用焊接螺母或其他方式。
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拉帽（拉釘螺母、Rivet Nut）
拉帽是專為薄金屬板或薄壁材料設計的一種可形成螺紋連接的固定件。安裝方式為：先於板金上鑽孔，將拉帽插入，然後利用拉釘槍或拉帽工具從螺紋端拉伸，使拉帽尾部膨脹，在材料背面形成固定頭，將拉帽牢固固定於薄板金中。
其優點包括：安裝快速、適合大批量生產；單面即可操作，無需從背面進行；固定力強，適用於多種薄壁材料（包括金屬、塑膠）等。
但也有缺點：須專用工具、一次性使用（拆卸困難）、材料厚度有下限，安裝質量依操作人員經驗。
從設計角度講，若板金厚 t = 0.8 mm，傳統攻牙或壓入螺母可能無法達到螺紋圈數與強度要求，這時就可考慮拉帽。設計圖面應標註「拉帽型號／開孔直徑／板材厚度範圍」以及拉帽頭部是否須低頭型（flush）或凸出型。安裝後該螺紋端承受的負載主要由拉帽本體與板材膨脹頭結構支撐，對振動／脈衝負載亦有較佳表現。若螺栓扭力要求為 3 Nm，而板金厚度僅 1 mm，拉帽會比直接攻牙更可靠。
焊接螺母（Weld-on Nut）
當設計需求為極高強度、重負荷、或振動環境嚴苛時，焊接螺母是一種可靠的螺孔製作方式。焊接螺母透過將螺母（通常設計有凸台或凸緣）定位於薄板金上，採用電阻焊、點焊或其他焊接方式將其熔合於基板上。
其優點非常明顯：連接非常堅固耐用，能承受高負荷或振動；可提供良好金屬對金屬接觸（若需電氣接地或導電）；且僅需從板金一面作業，空間受限也能適用。
但也需注意：此工藝須配備專業焊接設備與技術，會產生熱影響區（HAZ，Heat Affected Zone），薄板金材質可能因高溫變形或退火；焊後位置變更困難；焊接痕跡、變色或表面變形可能影響外觀，需額外處理。
在實務設計中，工程師需在圖面上標註「焊接螺母型號／定位孔／定位台／焊接工藝參數」等。舉例：板金材質為 SUS304，厚度 2 mm，若設計螺孔須承受 螺栓拉力 500 N 並伴隨機械振動，選用焊接螺母可確保螺孔不因疲勞裂紋或螺牙滑移而失效。若焊接過程造成板材變形，設計者亦須預留補償空間或選用較厚板材以降低熱影響。
結語
綜上所述，板金螺孔的製作並非「一種方法適用所有情況」，而是依據材質厚度、預期負荷、裝配效率、維修需求、成本與空間條件來做最合適的選擇。
四種方法各有其適用範圍：直接攻牙適合厚板且負荷較低的情境；壓入式螺母適合量產薄板且操作簡便；拉帽適合更薄板及單面安裝限制；焊接螺母則為高負荷、振動或嚴苛環境的首選。作為設計或製造工程師，建議在圖面階段即納入上述判斷流程：首先確認板材厚度與材質、其次評估螺栓負荷與振動條件、第三決定安裝效率與生產成本、最後將所選方式於圖面備註並與製造溝通安裝工具／工藝要求。唯有如此，才能避免板金螺孔在後期裝配或維修時成為薄弱環節。
希望本文能為您的板金加工設計帶來具體、實用的參考依據。
