沉頭孔、沉孔、平面座——以及為什麼兩套系統標起來不一樣
孔的標註看起來是一件小事。 它其實是三個經常被互相寫錯的特徵、兩套語法根本不共通的標準系統, 以及一個被半個網路歸錯特徵的符號。
三個特徵,真正的差別在哪
- 沉孔(counterbore)——同軸的圓柱形擴孔,底部原則上是平的。ISO 的精確用語是「cylindrical counterbore, flat hole bottom」。把螺絲頭整個藏進去是做它的理由,不是它的定義;頭會不會消失取決於你指定的深度。
- 沉頭孔(countersink)——錐形,入口處的圓形倒角,由直徑與夾角定義。
- 平面座(spotface)——一個很淺的加工平面。ASME Y14.5-2018 §4.5.14 規定,沒有給深度或剩餘厚度時,它只加工到「把表面清乾淨到指定直徑」所需的最小深度。讓頭或墊圈坐穩是常見用途;標準是用「清乾淨」來定義它,不是用用途。
沉頭該用哪個角度、以及那件事為什麼不是在你的圖面上決定的,在 它看起來就像一個選項。
ASME 的符號,以及一個值得知道的年份
ASME Y14.5-2018 (R2024)——R 是 2024 年再確認,不是新版—— 把孔的要求放在 §4.5.10 到 §4.5.14,符號放在 §6.3.12 到 §6.3.15:
| 特徵 | 符號 | 正式名稱 | 條號 |
|---|---|---|---|
| 沉孔 | ⌴ | Counterbore Symbol | 6.3.12 |
| 平面座 | 方框裡的 SF | Spotface Symbol | 6.3.13 |
| 沉頭孔 | ⌵ | Countersink Symbol | 6.3.14 |
| 深度 | ↧ | Depth Symbol | 6.3.15 |
ASME 慣用的沉頭標註寫法,出自圖 4-37 與 6-17:
∅6.5 THRU
⌵∅10 × 90°
方框 SF 比多數人以為的舊。它出現在 ASME Y14.5-2009,不是 2018。 在 Y14.5M-1994 裡,§3.3.12 那個符號的正式名稱是 「Counterbore or Spotface Symbol」——一個符號兩個特徵共用。 2009 年版把它們拆成兩條,2018 年維持。 所以一張用沉孔符號標平面座的圖不一定是錯的, 它可能是照 1994 年那一版畫的。
ISO 不是把同一組符號拿去用
這一段是我們原本弄錯的地方。ISO 那邊有兩套不同的作法, 而且沒有一套是 ASME 的翻譯。
ISO 15786:2008《Technical drawings — Simplified representation and dimensioning of holes》(2024 年再確認)用的是帶 後綴字母的結構化文字記法。它的表 2 裡, U 是「平底圓柱沉孔」的符號; 尺寸與深度之間用 × 分隔,不是用 ASME 的深度符號。
ISO 129-1:2018(含 Amd 1:2020)是尺寸標註的標準, 它在表 1 與 §7.1 定義了名為「cylindrical counterbore」「countersink」 「depth」的圖形性質指示符。那些看起來像 ASME 的符號, 但周邊的規則、允許的格式,以及平面座的處理方式仍然不同。
V 不是 ISO 的沉頭符號。 大量 CAD 論壇貼文與互相轉貼的對照表都這樣寫。 在 ISO 15786:2008 表 2 裡,V 的正式意義是 「material-dependent bit——孔底的鑽尖角度」。 它描述的是鑽尖在盲孔底部留下的那個錐, 不是入口處那個讓沉頭坐進去的錐。
另外,我們在 ISO 15786:2008 與 ISO 129-1:2018 裡 都找不到專門的平面座符號或 SF 指示符。 宣稱 ISO 也要用方框 SF 的說法,看起來是從 ASME 那邊抄過去的。
那個順序不是加工順序
很順的解釋是:標註的順序就是師傅動作的順序——先鑽通孔,再擴沉孔。 我們本來就要這樣寫。兩份標準都沒有這個依據。
ASME §4.5.11 與 §4.5.12 只是給了慣用的呈現順序,沒有給製程理由。 Y14.5 定義的是產品,不是工序。
ISO 15786 是直接的反證。它的 §5.1 規定, 簡化孔標註裡的各項特徵依尺寸排序,最大的那個寫第一行—— 那可能剛好跟鑽孔順序相反。§4.3 確實有提到指引線箭頭 指向特徵所從之表面,但那是方向,不是時間先後。
誠實的講法是:那個順序是對一個複合特徵的標準化描述, 不是強制的加工順序。這也表示,供應商同時讀到 ISO 簡化標註 與 ASME 標註時,讀到的是同一個幾何的兩種不同排序的描述。
標直徑還是標角度:兩個都要
ASME §4.5.12 的一般方法要求指定沉頭的直徑與夾角, 也允許其他能完整定義的組合。ISO 129-1 §7.1 與附錄 B.2 允許 最大直徑加夾角、深度加夾角,或俯視圖的性質指示符加表面直徑與夾角。
夾角在上述每一種替代方案裡都還在。 所以「沉頭齊平靠的是直徑不是角度」是錯的,而它就在我們的草稿裡。 角度錯了,即使表面直徑完全正確,頭也可能變成線接觸或邊緣接觸。 另外,兩份標準都沒有說「標直徑比較好因為比較好量」—— 那是我們自己的推論,後面沒有東西。
頭的角度與孔的角度對不上會付出什麼代價,在 角度差幾度,實際上發生什麼; 尺寸那一側在 兩份文件、兩種慣例、同一個代號。
實務上會出的五種錯
- 只寫「CSK」不給數值。那只講了特徵種類,沒有講尺寸。而且 CSK 是一個縮寫,不是條文裡的正式符號名稱,能不能用取決於圖面的縮寫表或公司製圖標準。
- 該寫沉頭孔卻寫成沉孔,或反過來。一個是圓柱、一個是錐形。做出來的零件不能互換,配的螺絲也不能。
- 平面座沒給深度。在 ASME 底下那是一個被定義過的狀態,不是漏標:清乾淨到最小深度為止。如果你需要特定深度,就要寫出來。
- 沉頭比板還深。薄板上那個錐可能在達到你要的直徑之前就穿透了。它跟頭高的交互作用在頭徑越薄越小,餘裕就越少。
- 沒有寫明這張圖依據哪一套系統。看過上面的語法差異之後,這就不是形式問題了。
對台灣的供應商而言,兩套都會進來
台灣有 CNS 的製圖標準,而我們也去找了「業界實際上用哪一套」的證據。 找不到權威的調查。 實務看起來取決於客戶、外銷市場、公司自己的製圖手冊與產業別—— 這是一個真實的答案,不是沒有答案。
對在這裡報價或製造的人,實際後果是 兩套系統會落在同一張桌上。 美國客戶送來的 ASME 圖面,跟歐洲客戶送來的 ISO 簡化標註, 會用不同的符號、不同的順序描述同一個孔。所以:
- 圖框裡要寫依據的標準與年份,不要只寫「ISO」或「公制」。
- 接手的圖如果用沉孔符號標平面座,先確認版次再說它是錯的。
- 標註裡出現單一字母時,先確認它出自哪一張表,不要照論壇貼文的說法理解。
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參考資料
- ASME Y14.5-2018 (R2024)《Dimensioning and Tolerancing》——§4.5.10(圓孔)、§4.5.11(沉孔)、§4.5.12(沉頭孔與階梯鑽孔)、§4.5.13(曲面上的沉頭)、§4.5.14(平面座)、§6.3.12–6.3.15(符號);圖 4-34 至 4-39、6-16 至 6-18
- ASME Y14.5-2009 §3.3.12 與 §3.3.13——沉孔與平面座符號首次分開;ASME Y14.5M-1994 §3.3.12「Counterbore or Spotface Symbol」
- ISO 15786:2008(2024 再確認)《Technical drawings — Simplified representation and dimensioning of holes》——§1(適用範圍)、§5.1(依尺寸排序,最大的先)、§5.2 與表 2(符號,含 U 與 V)、§4.3(指引線方向)
- ISO 129-1:2018 + Amd 1:2020——表 1 與 §7.1(性質指示符)、附錄 B.2
- ISO 6410-1:1993(螺紋表示法,一般慣例)、ISO 6410-3:2021(簡化表示法);ISO 128 系列管的是表示法的一般原則,不是孔的標註
任何一張圖的允收,由那張圖自己引用的標準決定。
這一篇屬於第 3 步,頭型。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件;至於為什麼順序做反了是重工而不是微調,見指定一顆螺絲。
常見問題
V 是 ISO 的沉頭孔符號嗎?
不是。這個說法在 CAD 論壇貼文與互相轉貼的對照表上流傳很廣,但在 ISO 15786:2008 的表 2 裡,字母 V 的正式意義是 material-dependent bit,也就是孔底的鑽尖角度。它描述的是鑽尖在盲孔底部留下的那個錐,不是入口處讓沉頭螺絲坐進去的那個錐。
ISO 與 ASME 的孔標註符號一樣嗎?
不像大家以為的那樣一樣。ASME Y14.5-2018 用的是 §6.3.12 到 §6.3.15 的沉孔、平面座、沉頭與深度圖形符號。ISO 15786:2008 用的是帶後綴字母的結構化文字記法,其中 U 表示平底的圓柱沉孔,尺寸與深度之間用乘號分隔。ISO 129-1:2018 另外定義了外觀近似 ASME 符號的圖形性質指示符,但允許的格式、排序規則與平面座的處理方式仍然不同。
孔標註的順序是不是加工順序?
不是,而且其中一份標準直接構成反證。ASME 只是給了慣用的呈現順序,沒有給製程理由,而它定義的是產品不是工序。ISO 15786 的 §5.1 規定簡化孔標註裡的特徵依尺寸排序、最大的寫第一行,那可能跟鑽孔順序相反。那個順序是對一個複合特徵的標準化描述。
沉頭要齊平,靠的是直徑還是角度?
兩個都要。ASME §4.5.12 的一般方法同時指定沉頭直徑與夾角,而 ISO 129-1 允許的每一種替代方案裡都仍然帶著夾角。角度錯了,即使表面直徑完全正確,頭也可能落在線接觸或邊緣接觸上。
SF 這個平面座符號是什麼時候出現的?
在 ASME Y14.5-2009,不是 2018 年版。在那之前,ASME Y14.5M-1994 的 §3.3.12 把那個符號稱為「沉孔或平面座符號」,一個符號服務兩個特徵。2009 年版把它們拆成 §3.3.12 與 §3.3.13,2018 年維持這個區分。所以一張用沉孔符號標平面座的圖,可能是照舊版標準畫的,不一定是錯誤。
平面座沒有標深度會怎樣?
在 ASME Y14.5-2018 §4.5.14 底下,那是一個被定義過的狀態而不是漏標的尺寸:該表面只加工到「把表面清乾淨到指定直徑」所需的最小深度。如果設計上需要特定深度或特定的剩餘材料厚度,就必須明確寫出來。
台灣的圖面依據哪一套?
沒有一個我們能查證的單一答案。台灣有 CNS 的製圖標準,但我們找不到業界實務的權威調查,而它看起來取決於客戶、外銷市場、公司製圖手冊與產業別。實際的後果是,這裡的供應商兩套系統的圖都會收到,所以圖框裡應該寫明依據的標準與年份。
詢價
圖面上如果有沉頭孔、沉孔或平面座,請把圖送過來,不要只用文字描述。 符號、它的順序,以及圖框裡寫的標準,三者都會改變我們的報價。