請選擇「要求什麼」,再輸入螺絲的公稱直徑和材質(導孔直徑),或要固定的板子厚度(螺絲長度)。係數和倍率留白時,會使用一般常用的參考值(軟木 0.65、硬木 0.75、夾板/MDF 0.7,板厚的 2.5 倍,底材厚度的 0.67 倍)。
這個頁面可以做什麼
- 選擇螺絲的公稱直徑(3.3、3.8、4.2、4.5、5.1 mm 等)和材質(軟木、硬木、夾板/MDF),就能知道導孔直徑的參考值,以及手邊鑽頭(0.5 mm 一級等)中相近的尺寸
- 輸入要固定的板子厚度,就能依螺絲長度的參考值(板厚的 2~2.5 倍),或咬入底材的參考值(底材厚度的 2/3 左右),知道合適的螺絲長度,以及規格長度(25、32、38、41、45、51、57、65 mm 等)中相近的長度
- 輸入底材的厚度,就會判斷這支螺絲會不會穿透到背面(還剩幾 mm)
- 平頭螺絲會算出沉頭孔的直徑,輸入螺絲長度也會算出導孔深度的參考值
- 係數、倍率、鑽頭的級距和規格長度一覽都可以修改,能配合廠商的建議值或手邊的工具
這個計算有什麼用?
居家修繕賣場賣的 SPF 1×4 材厚 19 mm,2×4 材厚 38 mm。把 19 mm 的板子固定到 2×4 材上時,螺絲長度取板厚的 2~2.5 倍是 38~47.5 mm,規格長度可選 41 mm 或 45 mm;咬入 22~26 mm,底材 38 mm 還剩 12 mm 以上,所以不會穿透。
SPF 是軟木,3.8 mm 粗牙螺絲的導孔以 3.8 × 0.65 ≈ 2.5 mm 為參考。鎖在板子中間一帶時不鑽導孔也能鎖,但鎖在離板子邊緣 2~3 cm 以內或端面時,先鑽導孔比較不會裂。
硬木密度高、鎖入的力量大,不鑽導孔直接鎖,可能會裂開或把螺絲鎖斷。公稱直徑 4.2 mm 時,導孔是 4.2 × 0.75 ≈ 3.2 mm,0.5 mm 一級的鑽頭可選 3.0 mm 或 3.5 mm;靠近邊緣或薄的部件,選大一點的 3.5 mm 比較安心。
平頭螺絲在硬木上頭沉不下去,所以要配合頭部直徑(約 8 mm)先鑽沉頭孔再鎖。成品看得到的家具,多這一道工夫,就不會有螺絲頭浮起或周圍裂開的問題。
石膏板或矽酸鈣板本身咬不住螺絲,所以需要能鎖到背後底材(木作隔間的角材等)的長度。穿過 12 mm 的板子、咬入底材 25 mm 以上時,螺絲長度要 12 + 25 = 37 mm 以上,規格長度可選 38 mm 或 41 mm。
在「底材的厚度」輸入角材的厚度(約 30 mm),也能確認螺絲會不會太長而從背面穿出。底材的位置請用探測器確認;輕鋼架隔間或扶手這種會承重的東西,請以產品安裝說明書指定的螺絲為優先。
把 12 mm 的夾板固定在角材(厚 45 mm 等)上時,板厚的 2.5 倍是 30 mm,規格長度以 32 mm 為參考;咬入 20 mm,角材 45 mm 還剩很多。夾板的導孔約公稱直徑的 0.7 倍,3.8 mm 的螺絲是 3.8 × 0.7 ≈ 2.7 mm,0.5 mm 一級的鑽頭以 2.5 mm 為參考。
片數多的地板工程,用每片的螺絲支數 × 片數,就能估算所需支數。地板材的片數可以用「木地板、地板材片數計算機」算出。
把 9 mm 的板子面對面重疊固定到 15 mm 的板子上時,取板厚的 2.5 倍(22.5 mm),咬入是 13.5 mm,底材 15 mm 只剩 1.5 mm,背面會鼓起來。這時用「底材厚度的 2/3」把咬入長度定為 10 mm,9 + 10 = 19 mm → 選規格 20 mm(咬入 11 mm、剩 4 mm)就不會穿透。
薄板和端面容易裂,所以改用細螺絲(3.3 mm),先鑽導孔(3.3 × 0.65 ≈ 2.1 mm → 2.0 mm),並離板子邊緣遠一點再鎖。
木材以外的材料,廠商會依材質和板厚公布自攻螺絲的建議導孔直徑表;塑膠約公稱直徑的 8~9 成,鋁或鐵板還會依板厚而變。在這個計算機的「其他(自行輸入係數)」輸入那張表的「建議導孔直徑 ÷ 公稱直徑」,就能用同樣的步驟選出相近的鑽頭。
金屬的導孔太小螺絲會斷,太大螺紋又咬不住,所以比木材更要遵守表上的數值。
「公稱直徑的 0.65 倍」「板厚的 2.5 倍」「底材厚度的 2/3」,都是國小學的「基準量 × 比率」的計算。把鑽頭取到 0.5 mm 一級是無條件捨去和無條件進位,穿透判定則是比較減法的結果是否大於 0,是數學直接幫忙減少手作失敗的好例子。
公式與圖示
符號與用語解說
符號
| \(d\) | d | 螺絲的公稱直徑(mm)。取自 diameter(直徑)的第一個字母。木螺絲、粗牙螺絲指的是螺紋外徑,也就是「3.8×41」的 3.8。 |
| \(r\) | r | 材質係數(導孔直徑是公稱直徑的幾倍)。取自 ratio(比率)的第一個字母。軟木 0.65、硬木 0.75、夾板/MDF 0.7 是一般常用的參考值,這個計算機可以修改。 |
| \(D\) | D(大寫) | 導孔直徑(mm)。用 \(D = d \times r\) 求出,再從手邊鑽頭的級距(0.5 mm 等)中選相近的尺寸。 |
| \(t_1\) | t1 | 要固定的板子厚度(mm)。取自 thickness(厚度)的第一個字母,下標 1 表示「螺絲頭那一側的第 1 塊板子」。 |
| \(t_2\) | t2 | 底材的厚度(mm)。下標 2 表示「螺絲尖端鎖進去的第 2 塊材料」,用在穿透判定。 |
| \(k\) | k | 倍率(螺絲長度是板厚的幾倍)。一般以 2~2.5 為參考,這個計算機的預設值是 2.5。 |
| \(q\) | q | 比例(咬入長度是底材厚度的幾倍)。為了和導孔直徑的係數 \(r\) 區分,這個計算機用 \(q\) 表示(沒有固定的由來)。以 2/3 左右(0.67)為參考。 |
| \(L\) | L | 螺絲長度(mm)。取自 length(長度)的第一個字母。是從頭部下方到尖端的長度;平頭螺絲一般以頭部上面到尖端標示長度。 |
| \(p\) | p | 咬入底材的長度(mm)。取自 penetration(貫入)的第一個字母。\(p = L - t_1\),這段長度的螺紋會抓住底材。 |
| \(m\) | m | 底材剩餘(mm)。取自 margin(餘裕)的第一個字母。\(m = t_2 - p\),大於 0 就不會穿透。 |
| \(\approx\) | 約等於 | 表示「大約相等」的符號。把除不盡的值四捨五入成小數時使用。 |
用語
| 導孔 | 鎖螺絲之前先用鑽頭鑽好的細孔,也稱為預鑽孔。可以防止木材開裂,讓螺絲容易鎖直,鎖入也比較省力。直徑要比螺紋外徑細,深度和螺絲長度相同或稍深。 |
| 公稱直徑 | 表示螺絲粗細的數字(mm)。木螺絲、粗牙螺絲、自攻螺絲指的是螺紋尖端之間的直徑(螺紋外徑)。包裝上的「3.8×41」表示公稱直徑 3.8 mm、長度 41 mm。 |
| 螺紋外徑 | 連接螺紋尖端的直徑,也稱為牙外徑。木螺絲、粗牙螺絲的公稱直徑就是這個尺寸。導孔要比它細,螺紋才抓得住木頭。 |
| 軸徑 | 螺紋谷底部分(軸本身)的直徑,也稱為牙底徑。粗牙螺絲的軸比較細,約公稱直徑的 65~70%(公稱直徑 3.8 mm 就是 2.5~2.7 mm);導孔在軟木以和軸徑相同或稍細、在硬木以稍粗為參考。 |
| 木螺絲 | 傳統的木工用螺絲。螺紋外徑就是公稱直徑,只有尖端那一側有螺紋,頭部下方是沒有螺紋的軸(頸部)。黃銅製等容易斷,所以導孔特別重要。 |
| 粗牙螺絲 | DIY 最常用的木工螺絲,也稱為粗牙木工螺絲。螺距粗、軸細、頭部是平頭,用電動起子在軟木上不鑽導孔也能鎖入。用公稱直徑×長度(3.3×25、3.8×41、4.2×65 等)稱呼。 |
| 自攻螺絲 | 一邊鎖進導孔、一邊自己攻出螺紋的螺絲。用在薄鐵板、塑膠、鋁等,廠商會依材質公布建議導孔直徑的表。用在木材以外時,請以那張表的數值為優先,而不是這個計算機的係數。 |
| 平頭 | 頭部背面是圓錐形、能沉入板面的螺絲頭,也稱為沉頭。粗牙螺絲多半是平頭。在硬木或薄板上,頭可能沉不下去而浮起,或讓板子裂開,所以要先鑽沉頭孔再鎖。 |
| 沉頭孔 | 為了讓平頭螺絲的頭不突出板面,把導孔的入口擴成圓錐形。直徑和頭部直徑差不多,用沉頭鑽頭(倒角刀)或粗鑽頭的尖端輕輕鑽出。 |
| 軟木 | SPF、杉木、檜木、松木、白木等密度低又軟的木頭(主要是針葉樹)。螺絲容易咬住、不容易裂,導孔取公稱直徑的 60~70% 就夠,細螺絲多半不鑽導孔也能鎖。 |
| 硬木 | 橡木、白蠟木、山毛櫸、胡桃木、柚木等密度高又硬的木頭(主要是闊葉樹)。鎖入的力量大、容易裂,導孔取公稱直徑的 70~80%,並且一定要鑽導孔。 |
| 夾板 | 把薄板(單板)的纖維方向交錯貼合而成的板子,也稱為合板,例如柳安夾板、椴木夾板、結構用夾板等。層與層之間不太會裂,但鎖進端面(切口)時容易脫層,要注意。 |
| MDF | 把木材纖維用膠固化成板子的材料(中密度纖維板,台灣常稱密集板)。質地均勻、好加工,但螺絲的握釘力比實木弱,鎖在端面容易裂開,要先鑽導孔(公稱直徑的 70% 左右)再鎖。 |
| 咬入長度 | 螺絲尖端那一側鎖進底材的長度。是螺絲全長減去要固定的板子厚度,這部分的螺紋抓住底材,產生握釘力。用板厚 2~2.5 倍長的螺絲時,咬入長度就是板厚的 1~1.5 倍。 |
| 底材 | 螺絲尖端鎖進去那一側的材料。例如底架的柱子、角材、龍骨,或另一塊板子,是承接要固定的板子的一側。底材薄時會穿透,知道厚度的話請輸入來判定。 |
| 穿透 | 螺絲尖端從底材背面穿出來。除了難看、容易受傷,背面的木頭也會裂開翻起。底材剩餘 0 以下就是穿透,只剩幾 mm 時背面也可能鼓起來。 |
| 握釘力 | 鎖入的螺絲不會脫出、抓住材料的力量。由咬入底材的長度、螺紋的面積和木頭的硬度決定;鎖在端面(切口)的螺絲抓不住纖維,一般認為只有鎖在側面時的一半左右。 |
| 端面 | 和木材纖維垂直切開的切口(橫切面),日文稱為「木口」。螺絲鎖在這裡時,螺紋只是卡進纖維之間,抓力弱又容易裂。要鎖在端面時,用細而長的螺絲,先鑽導孔,並離板子邊緣遠一點。 |
| 規格長度 | 市售螺絲提供的長度級距。粗牙螺絲一般有 25、28、32、38、41、45、51、57、65、75、90 mm 等(依廠商略有不同),選接近參考長度的。 |
| 開裂 | 鎖螺絲的力量讓木頭沿著纖維裂開。在靠近板子邊緣的位置、端面、硬木、乾燥的木頭、粗螺絲上容易發生,可以用鑽導孔、離邊緣遠一點、改用細螺絲來預防。 |
| 石膏板 | 室內牆面、天花板常用的板材,是用紙夾住石膏的材料(台灣的輕隔間、天花板也常用矽酸鈣板)。板子本身幾乎咬不住螺絲,所以要用長度能鎖到背後底材(木作角材或輕鋼架)的螺絲,或用板材專用的壁虎。 |
建議先了解的基礎知識
為了讓您「理解意思」地使用這個頁面的計算,這裡整理了事先了解會更好懂的基礎知識。
卡住的時候,回到這個表格的內容複習是最快的捷徑。
| 長度的單位(國小二~三年級,7~9 歲) |
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| 小數的乘法(國小五年級,10~11 歲) |
|
| 比率與倍數(國小五年級,10~11 歲) |
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| 概數、無條件捨去、無條件進位(國小四年級,9~10 歲) |
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| 減法與大小比較(國小一~三年級,6~9 歲) |
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用 Excel 計算的方法
| 螺絲的公稱直徑 d(mm) | 3.8 |
| 材質係數 r(軟木 0.65、硬木 0.75、夾板 0.7) | 0.65 |
| 導孔直徑的參考值 D(mm) | =B1*B2 |
| 導孔直徑的參考值 D(mm) | 2.47 |
| 鑽頭的級距(mm) | 0.5 |
| 相近的鑽頭,偏小(mm) | =FLOOR(B1,B2) |
| 相近的鑽頭,偏大(mm) | =CEILING(B1,B2) |
| 要固定的板子厚度 t1(mm) | 19 |
| 倍率 k(2~2.5) | 2.5 |
| 螺絲長度的參考值 L(mm) | =B1*B2 |
| 咬入底材的長度 p(mm) | =B3-B1 |
| 要固定的板子厚度 t1(mm) | 19 |
| 底材的厚度 t2(mm) | 38 |
| 比例 q(底材厚度的幾倍) | 0.67 |
| 咬入長度的參考值 p(mm) | =B2*B3 |
| 螺絲長度的參考值 L(mm) | =B1+B4 |
| 選擇的規格長度(mm) | 45 |
| 底材剩餘 m(mm,大於 0 就不會穿透) | =B2-(B6-B1) |
第 1 個表格是公稱直徑 3.8 mm、軟木(係數 0.65),B3 是 2.47。第 2 個表格把這個 2.47 以 0.5 mm 一級取整,B3 是 2、B4 是 2.5。「FLOOR」是取到級距倍數的無條件捨去,「CEILING」是無條件進位。第 3 個表格是板厚 19 mm × 2.5 倍,B3 是 47.5、B4 是 28.5。第 4 個表格是板厚 19 mm、底材 38 mm、比例 0.67,B4 是 25.46、B5 是 44.46,用選擇的規格長度 45 mm 時剩餘量 B7 是 12(大於 0,所以不會穿透)。
「*」是乘法,「-」是減法。材質或板厚不同時,請改寫係數、倍率、厚度的欄位。
用 Google 試算表計算的方法
| 螺絲的公稱直徑 d(mm) | 3.8 |
| 材質係數 r(軟木 0.65、硬木 0.75、夾板 0.7) | 0.65 |
| 導孔直徑的參考值 D(mm) | =B1*B2 |
| 導孔直徑的參考值 D(mm) | 2.47 |
| 鑽頭的級距(mm) | 0.5 |
| 相近的鑽頭,偏小(mm) | =FLOOR(B1,B2) |
| 相近的鑽頭,偏大(mm) | =CEILING(B1,B2) |
| 要固定的板子厚度 t1(mm) | 19 |
| 倍率 k(2~2.5) | 2.5 |
| 螺絲長度的參考值 L(mm) | =B1*B2 |
| 咬入底材的長度 p(mm) | =B3-B1 |
| 要固定的板子厚度 t1(mm) | 19 |
| 底材的厚度 t2(mm) | 38 |
| 比例 q(底材厚度的幾倍) | 0.67 |
| 咬入長度的參考值 p(mm) | =B2*B3 |
| 螺絲長度的參考值 L(mm) | =B1+B4 |
| 選擇的規格長度(mm) | 45 |
| 底材剩餘 m(mm,大於 0 就不會穿透) | =B2-(B6-B1) |
用 Python 計算的方法
import math
# ---- 導孔直徑的參考值 ----
screw_dia = 3.8 # 螺絲的公稱直徑 d(mm)
ratio = 0.65 # 材質係數 r(軟木 0.65、硬木 0.75、夾板 0.7)
drill_step = 0.5 # 手邊鑽頭的級距(mm)
pilot_dia = round(screw_dia * ratio, 2)
drill_lower = math.floor(pilot_dia / drill_step) * drill_step
drill_upper = math.ceil(pilot_dia / drill_step) * drill_step
print(f"導孔直徑的參考值:{pilot_dia} mm → 鑽頭 {drill_lower} mm 或 {drill_upper} mm")
# ---- 螺絲長度的參考值 ----
board_thickness = 19 # 要固定的板子厚度 t1(mm)
mate_thickness = 38 # 底材的厚度 t2(mm)
length_ratio = 2.5 # 倍率 k(板厚的幾倍)
std_lengths = [16, 20, 25, 28, 32, 35, 38, 41, 45, 51, 57, 65, 75, 90, 100, 120]
target_length = board_thickness * length_ratio
penetration = target_length - board_thickness
print(f"螺絲長度的參考值:{target_length} mm(咬入 {penetration} mm)")
# 規格長度中,接近參考值且不會穿透底材的
usable = [L for L in std_lengths if 0 < L - board_thickness < mate_thickness]
best = min(usable, key=lambda L: abs(L - target_length))
margin = mate_thickness - (best - board_thickness)
print(f"建議的規格長度:{best} mm(底材剩 {margin} mm → {'不會穿透' if margin > 0 else '會穿透'})")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
D = d × r
D = d \, r
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>D</mi><mo>=</mo><mi>d</mi><mo>⁢</mo><mi>r</mi>
</mrow>
</math>
D = d r
d*r
pilot := d*r; # Maple 中 D 是微分運算子(保留字),所以導孔直徑取名為 pilot
D = d*r; % d 是公稱直徑(mm),r 是材質係數(軟木 0.65、硬木 0.75、夾板 0.7)
D = dr
L = k × t₁, p = L − t₁
L = k\,t_{1},\quad p = L - t_{1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>⁢</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>,</mo>
<mi>p</mi><mo>=</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub>
</mrow>
</math>
L = k t_1, p = L - t_1
{k*t1, k*t1 - t1}
L := k*t1; p := L - t1;
L = k*t1; p = L - t1; % t1 是要固定的板子厚度(mm),k 是倍率(2~2.5)
L = kt_1, p = L − t_1
p = q × t₂, L = t₁ + p
p = q\,t_{2},\quad L = t_{1} + p
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>p</mi><mo>=</mo><mi>q</mi><mo>⁢</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>,</mo>
<mi>L</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><mi>p</mi>
</mrow>
</math>
p = q t_2, L = t_1 + p
{q*t2, t1 + q*t2}
p := q*t2; L := t1 + p;
p = q*t2; L = t1 + p; % t2 是底材厚度(mm),q 是比例(2/3 左右)
p = qt_2, L = t_1 + p
m = t₂ − p = t₂ − (L − t₁)
m = t_{2} - p = t_{2} - (L - t_{1})
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>m</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo><mi>p</mi>
<mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo>
<mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
m = t_2 - p = t_2 - (L - t_1)
t2 - (L - t1)
m := t2 - (L - t1);
m = t2 - (L - t1); % m > 0 就不會穿透
m = t_2 − p = t_2 − (L − t_1)
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是木工、DIY 挑選螺絲的計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並只以執行結果的數值為根據回答(請不要用心算或推測回答)。 要用公稱直徑 3.8 mm 的粗牙螺絲,穿過厚 19 mm 的 SPF 材(軟木),固定到厚 38 mm 的 SPF 材上。 請分別求出以下的值。 1. 導孔直徑的參考值(公稱直徑 × 0.65),以及 0.5 mm 一級的鑽頭中相近的尺寸(無條件捨去和無條件進位) 2. 螺絲長度的參考值(板厚 × 2.5),以及咬入底材的長度(長度 − 板厚) 3. 規格長度 25、28、32、38、41、45、51、57、65、75、90 mm 中,最接近參考值、又不會穿透底材(38 mm)的長度 4. 用這個長度時的底材剩餘(底材厚度 − 咬入長度) 請列出計算用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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