나사 구멍 가이드라인

현재 실제 생산 현장에서는 나사 관련 부품에 대해 다양한 문제가 발생하고 있습니다. 일부는 설계 결함에서 비롯되며, 다른 일부는 표준 규격 문제와 관련이 있습니다. 이러한 문제들을 체계적으로 정리하고 설명하기 위해 다음과 같은 나사 관련 주요 사항들을 compiling하였습니다.

나사 가공은 CNC 가공 센터에서의 중요한 응용 분야이며, 나사 가공의 품질과 효율성은 부품 가공의 질과 가공 센터의 생산성에 직접적인 영향을 미칩니다.

나사는 특정 단면形状을 가진 연속적인 돌기 부분으로, 원기둥 또는 원뿔 표면에 나선 형태를 이루고 있습니다. 나사는 위치에 따라 외부 나사와 내부 나사로 분류될 수 있으며, 단면形状(치형)에 따라 사각형, 삼각형, 사다리꼴, 톱니형 등의 형태로 구분됩니다. 일반적으로 삼각형과 사다리꼴 나사가 널리 사용됩니다. 나사 관련 문제를 다룰 때는 이러한 다양한 나사 유형을 고려하고 실제 요구 사항에 따라 선택하고 적용하는 것이 중요합니다.

1. 바닥 구멍과 나사

바닥 구멍이란, 탭을 사용하여 내부 나사를 가공하기 전에 미리 확보된 구멍의 지름을 의미합니다. 일반적으로 workpiece 내부의 원형 구멍, 가장 아래쪽 또는 가장 위쪽에 위치한 원형 구멍을 가리킵니다. 그렇다면 생산 과정에서 나사와 바닥 구멍 사이에 공차 맞춤이 필요한 이유는 무엇일까요?

1-1. 바닥 구멍 크기가 작거나 맞춤이 안 되어 발생하는 재가공 또는 공구 손상 방지:

예를 들어, 2D 도면에서 나사 규격이 M3*0.5로 지정되었을 때, 바닥 구멍 지름이 ≤2.3인 경우, 구멍이 너무 작아 탭으로 나사를 가공할 수 없어 바닥 구멍의 재가공이 필요합니다. 반대로 바닥 구멍 지름이 ≥2.8이고 내부 나사 지름에 가깝거나 동일한 경우, 탭이 끼이거나 부러질 수 있습니다.

1-2. 바닥 구멍이 너무 커서 발생하는 나사 헛돎 현상 방지:

예를 들어, 나사 규격이 M3*0.5인 경우 바닥 구멍 지름이 2.8이면, 한쪽의 유효 나사 깊이는 0.1mm에 불과합니다. 이처럼 나사 접촉 면적이 매우 작을 경우 나사가 헛도는 현상이 발생할 수 있습니다. 일부 경우 나사 인서트를 통해 보완할 수 있지만, 일반적으로 권장되지 않습니다.

설명:

*나사 헛돎
나사 연결 부위에서 과도한 힘이나 기타 이유로 연결점의 나사산이 마모되어 서로 맞물리지 못하는 상태를 말합니다. 이러한 상황에서는 나사 연결을 조일 수 없게 됩니다.

2 나사 기준표

3. 나사 인서트

앞서 언급한 바와 같이, 바닥 구멍이 너무 클 경우 해결 방법 중 하나는 나사 인서트를 사용하는 것입니다. 나사 인서트란 정확히 무엇일까요? CNC 기계 가공에서 나사 인서트는 아래 그림과 같이 나선형 부싱을 의미합니다. 이는 탭 가공 후 나사에 추가로 삽입될 수 있습니다. 나사 인서트 사용의 장점은 무엇이며, 부품에 부정적인 영향을 미칠 수 있나요?

나사 인서트는 연결 강도, 내마모성, 내식성 향상, 풀림 방지, 충격 흡수 등의 역할을 하여 나사의 수명을 연장시킵니다. 나사는 조립 지점으로서 빈번한 회전 운동을 겪게 되며, 시간이 지남에 따라 손상되어 나사 헛돎이나 조임 불능 상태가 될 수 있습니다. 경험 많은 설계자들은 설계 단계에서 이러한 시나리오를 예상하고, 어떤 나사에 인서트가 필요한지를 도면에 표시하는 경우가 많습니다. 목적은 나사의 사용 가능 기간을延长하여 궁극적으로 제품의 전체 수명 주기를 연장하는 데 있습니다.

예를 들어, 2D 도면에서 나사 규격이 M3*0.5이고 바닥 구멍 지름이 3.0인 경우, M3 나사 인서트를 사용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다.

4. 나사 인서트 치수표

5. 유효 나사 깊이

나사 깊이는 일반적으로 나사의 유효 길이를 의미합니다. 일반적으로 나사 가공을 위한 바닥 구멍의 깊이는 나사의 유효 길이보다 커야 합니다. 바닥 구멍을 가공할 때 드릴 비트는 뾰족한 팁을 가지지만, 탭은 평평한 헤드를 가집니다. 평평한 헤드를 가진 탭은 바닥 구멍의 가장 아래쪽 바닥과 완전히 접촉할 수 없으므로, 블라인드 홀(사각 홀)을 설계할 때는 최소한 구멍 지름의 절반 정도를 나사가 없는 길이로 남겨 두는 것이 좋습니다. 너무 긴 나사 구멍의 경우 특수 공구가 필요할 수 있으며, 이는 처리 시간과 비용 증가로 이어집니다. 따라서 유효 나사 길이는 구멍 지름의 3배를 초과하지 않는 것이 좋습니다.

6. 2D 도면에서의 나사 주석 표준

해석:

• 특징 코드: 나사의 유형을 나타냅니다. 예를 들어, M은 표준 미터 나사를 의미합니다.
• 치수 코드: 공칭 지름 * 피치를 나타냅니다. 예: 3*0.5 (3은 공칭 지름, 0.5는 피치).
• 공차역 코드: 공차 등급 코드(숫자)와 기본 편차 코드(외부 나사의 경우 소문자, 내부 나사의 경우 대문자)로 구성됩니다. 예: 6H.
• 유효 길이 코드: 코드 L(긴), N(중간), S(짧은)로 유효 나사 길이를 표시합니다. 나사가 중간 유효 길이를 가지는 경우 N은 지정하지 않습니다.
• 방향 코드: 오른쪽 나사의 경우 지정하지 않으며, 왼쪽 나사의 경우 LH를 지정합니다.

위의 주석이 너무 복잡하게 느껴진다면, 아래 다이어그램과 같이 단순화된 접근 방식을 채택할 수도 있습니다.

해석:

:M5 깊이 10 6H: 지름 4.2의 바닥 구멍 8개에 M5 나사를 가공하며, 유효 나사 깊이는 10, 내부 나사 공차는 6H임을 나타냅니다.

:Ø14: 지름 14의 스루 홀(관통 구멍)이 부품을 가로지릅니다.

:깊이: 구멍의 깊이를 나타냅니다.

7. 나사 구멍 위치

나사 구멍은 부품의 내부에 위치해야 합니다. 나사 구멍이 부품의 가장자리에 너무 가까우면, 가공 중에 나사가 부품을 뚫고 나가 가장자리가 깨지는 현상이 발생하여 부품의 무결성이 훼손될 수 있습니다.