座ぐり穴と座ぐり穴：機械加工における主な違い

エンジニアが部品を設計し、機械工がそれを製造する際には、締結具の頭部が表面または表面下にきちんと収まるよう、特殊な穴が必要になることがよくあります。これを実現する最も一般的な穴形状は、座ぐりと座ぐり面です。しかし、それぞれの形状はそれぞれ異なるエンジニアリング上の疑問に答えます。

スポットフェイス: 「凹凸のある表面や粗い表面に、ファスナーのヘッドを平らで水平な座面にするにはどうすればよいですか？」

ざぐり: 「干渉を避けるためにファスナーの頭を部品の表面の下に隠すにはどうすればよいですか？」

この記事では、座ぐり穴と座ぐり穴を明確に定義し、それぞれの特徴を比較し、エンジニアリング図面での使用法を説明し、それぞれの加工プロセスについて詳しく説明します。

ザグリ穴とは何ですか?

座ぐり穴は、2つの同軸の円筒形構造から構成されます。まず、小さなパイロット穴にファスナーの軸が収まります。次に、パイロット穴の真上に大きな円筒形の凹部が設けられ、ファスナーの頭が収まるほどの深さを持つ平底の空洞が形成されます。この設計により、ファスナーはワークピースの表面と面一、または表面より下に収まります。

座ぐりの目的

ザグリ穴の主な目的は、締結具の頭部を隠し、その一部が表面から突き出ないようにすることです。これは以下の場合に重要です。

• アセンブリ拘束では、干渉のないパーツ間の正確な嵌合が求められます。
• 美観を考慮すると、ファスナーの頭が見えず、滑らかな外観が求められます。
• 安全性や機能性を確保するためには、可動部品や隣接するコンポーネントが露出したファスナーのヘッドに引っかからないことが求められます。

たとえば、電気ソケットでは、取り付けネジの周囲の座ぐりによって、ネジの頭がプラグの挿入経路を塞ぐのを防止します。

ザグリ穴とは何ですか?

座ぐり穴もパイロット穴から始まり、その上に平底の凹部が設けられます。ただし、凹部の深さは最小限で、ファスナーの頭が水平に座面を形成するのに十分な程度です。座ぐり穴とは異なり、座ぐりはファスナーを完全に隠すのではなく、頭がワークピースに対して均一に座るようにします。

スポットフェイスの目的

座ぐり穴の用途:

• 鋳物や鍛造品などの凹凸のある場所に、平らで滑らかな取り付け面を用意します。
• 角度付きファスナーの挿入が座面で完全に接触していることを確認します。
• 一定の締め付け圧力を維持し、ファスナーの応力集中を防ぎます。

たとえば、粗い状態で鋳造された表面にファスナーが必要な場合、座ぐりによってヘッドが材料に均一に接触することが保証され、緩みのリスクが軽減されます。

直接比較：座ぐり加工と座ぐり加工

以下は、座ぐりと座ぐり面の主な違いの簡単な参照です。

特性	ざぐり	スポットフェイス
主な機能	完全に埋め込まれたファスナーヘッド	座席の凹凸を平らにする
典型的な深さ	≥ ファスナーヘッドの高さ	最小（0.5～2 mm）
直径公差	±0.05 mm（仕上げ）	±0.1 mm
深さ公差	+0.02/-0 mm（仕上げ）	+0.05/-0 mm
描画記号	⌴	⌴ SF
表面仕上げ	Ra 3.2 µm（下）	Ra 1.6 µm（下）
一般的なアプリケーション	フラッシュアセンブリ、美観要件	粗い表面や曲面でも平らなシート
一般的なツール	カウンターボアカッター、ボーリングヘッド	座ぐりカッター、エンドミル

エンジニアリング図面記号

設計者は、標準化された記号を使用して、技術図面上で座ぐり穴や座ぐり面を表示します。

機能	シンボル	一般的な吹き出し形式
ざぐり	⌴	⌀ 10 ⌴ ⌀ 20 × 5
スポットフェイス	SF 内側の正方形 ⌴	⌀ 12 ⌴ SF ⌀ 25 × 1

• パイロット穴の寸法が最初に記載され、多くの場合、フィーチャ シンボルの下に記述されます。
• 凹部の直径は直径記号 (⌀) で示されます。
• 「×」記号の後には、凹みの深さが記されます。
• 識別子 (スポットフェイスの場合は SF) は、正方形の記号の内側または横に表示されます。

穴が貫通型の場合、図面ではパイロット穴の深さを省略できますが、座ぐりまたは座ぐりの深さは指定する必要があります。

加工プロセス

座ぐり加工と座ぐり加工はどちらも通常はパイロット穴から始まり、その後に二次的な機械加工ステップを行って上部の凹部を作成します。

1. パイロット穴を開ける: これは標準のドリルビットを使用して行われます。
2. 凹部を加工する:
   • 座ぐり加工には、大型のエンドミルまたは座ぐり加工工具が使用されます。
   • 座ぐり加工の場合は、専用の座ぐりカッター、または深さの浅い同じ工具を使用します。

どちらの場合も、工具は下穴と完全に一直線上になければなりません。工具が傾いたりずれたりすると、凹部が不均一になり、ファスナーのフィット感に影響を与えたり、機械の故障を引き起こしたりする可能性があります。

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表面仕上げの要件

座ぐり面は通常、座ぐり穴よりも細かい表面仕上げが求められます。これは、小さな欠陥がクランプ圧力の不均一性につながる可能性があるためです。エンジニアは次のような仕様を指定することがよくあります。

• スポットフェイス仕上げ：鋳物面または粗い面の場合、Ra 0.8～1.6 μm。
• 座ぐり仕上げ: 側壁では Ra 3.2 μm が許容されます。平らな底面では Ra 1.6 μm が許容されます。

図面の注記または別の記号 (例: 「⌵ 1.6」) で仕上げを指定すると、機械工は追加のパスや手仕上げを適用する場所を把握できます。

深さの比較

2 つの機能を明確に区別する方法は、その深さにあります。

機能	標準的な深度範囲	深さの目的
ざぐり	頭の高さと同等かそれ以上（例：3～10 mm）	ファスナーのヘッドを表面の下に完全に隠すか、固定します。
スポットフェイス	表面を平らにするのに十分な量（例：0.5～3 mm）	表面の凹凸を取り除き、ファスナーのヘッドを取り付けます。

• 座ぐり深さガイドライン
  • ヘッドの高さについてはファスナー製造元の表を参照してください。
  • 干渉を避けるためにクリアランス（≈0.1 mm）を追加します。
• 座ぐり深さガイドライン
  • 表面粗さまたは鋳物のクラウンの高さを測定します。
  • 材料の強度を維持するために深さを最小限に抑えます。

穴の形状と形状

座ぐりと座ぐり面はどちらも 2 つの円筒形の穴を使用しますが、それぞれのフィーチャが機械加工される深さと精度が異なります。

• パイロット穴: これは、完全に貫通する（または指定された深さまで貫通する）小さな穴です。ファスナーのシャフトを保持します。
• 凹み機能: これは幅の広い上部です。座ぐりの場合は通常、深さと幅が広くなります。座ぐりの場合は浅く、直径はほぼ同じでも深さは異なります。

どちらの場合も、加工工具は平らな底部を作成する必要があります。標準的なドリルビットは先端が斜めになっているため、ボーリング工具や エンドミル 平らな形状を実現するために使用されます。

ツールの違い

座ぐりと座ぐり面は同様の工具を使用して作成できますが、一部のカッターはどちらか一方専用に設計されています。

• カウンターボアツール: リーマーや フェイスミル 長い切れ刃を持ち、より深い切り込みと優れた切り屑除去を実現する設計です。
• スポットフェイスツール: 刃先が短い。工具のガイドと位置合わせを維持するために、パイロットピンと一緒に使用されることが多い。

CNC加工では、どちらのツールパスも正確にプログラムできます。しかし、手作業での加工では、深さや位置合わせの制御に細心の注意を払う必要があります。特に、手作業での加工では、適切な工具を選択し、パイロット穴との位置合わせを維持することが非常に重要です。

アプリケーションとそれぞれの用途

どちらのタイプの穴も機械アセンブリで広く使用されていますが、それぞれが最も効果的に機能する特定のニッチがあります。

• カウンターボアを使用する場合:
  • ファスナーのヘッドは完全に隠れている必要があります。
  • ファスナーは合わせ面と面一に配置されている必要があります。
  • 最終組み立て時に、引っ掛かりのリスクやクリアランスの問題が存在します。
  • 美観的な仕上げが優先されます (例: 消費財、家具)。
• スポットフェイスを使う場合:
  • 部品の表面が粗い、または凹凸がある（例：鋳造、鍛造）。
  • ファスナーが若干の角度で入るので、シートを調整する必要があります。
  • 余分な材料を無駄にすることなく、ヘッドを水平にするのに十分な凹みだけが必要です。

設計者は、ニーズが混在する部品に対して、両方の工程を組み合わせることがよくあります。例えば、脚ブラケットには、粗鋳造パッド上にジャックスクリュー用の座ぐり穴と、別の場所に機械ネジ用の座ぐり穴が設けられることがあります。

機械加工におけるその他の関連穴の種類

座ぐりや座ぐり面に加えて、エンジニアや機械工は次のような作業もよく行います。

• 貫通穴: 材料を完全に貫通します。
• 止まり穴: 特定の深さで停止します。
• 皿穴: 円錐形の留め具の頭用の角度のついた開口部があります。
• シンプルな穴: 追加の形状が施されていない標準的な円筒形の穴。
• テーパー穴: 片方の端が広くなっており、通常はテーパーピンまたはツールで使用されます。

信頼性が高く、高性能な部品を設計するには、これらのさまざまな穴の種類を理解することが不可欠です。

結論

似ているように見えるかもしれませんが、座ぐり穴と座ぐり穴は機械設計において異なる目的を果たします。座ぐり穴はより深く、締結具の頭を表面の下に隠します。座ぐり穴は浅く、締結具の下面を水平にするだけです。

適切な穴の種類を選択することは、完成品の強度、機能性、そして外観にとって不可欠です。形状、深さ、記号、用途の違いを理解することで、設計者と機械工は製造におけるパフォーマンスの向上とエラーの低減を実現できます。

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