나사 가공 마스터하기: 정밀 나사 절삭 및 성형 전문가 가이드

부품에 나사를 가공하는 것은 금속 가공의 기본 공정입니다. 어떤 제조업체도 나사 가공을 가볍게 여겨서는 안 됩니다. 글로벌 마켓플레이스에는 이제 다양한 커넥터와 피팅이 있습니다. 따라서 귀하의 용도에 적합한 나사를 식별하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.

나사 절삭 공정에도 몇 가지 단점이 있는 것처럼 보입니다. 그러나 이러한 공정은 여전히 나사산을 생산하는 가장 효율적인 방법 중 하나입니다. 이익 마진을 위해 사용 가능한 다양한 나사 가공 기술을 탐색하는 것이 중요합니다. 나사 가공에 대한 중요한 정보를 알아보려면 계속 읽어보세요.

제조에서 나사 가공이란 무엇인가?

나사는 연속적인 나선형 능선입니다. 나선형 능선은 실린더나 원뿔의 서로 다른 표면에 균일한 단면을 가집니다. 너트(내부) 또는 나사/볼트(외부) 표면에 형성될 수 있습니다.

나사의 주요 기능은 두 메커니즘 사이의 결합 역할을 하는 것입니다. 물병 뚜껑을 생각하면 나사를 잘 이해할 수 있습니다. 뚜껑과 병 입구가 결합하여 단단한 물 밀봉을 제공합니다.

결합의 결과로 운동 전달이 발생합니다. 결과적으로 이 운동은 기계적 이득을 얻는 데 도움이 됩니다. 다음 용어들은 나사 가공을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.

마루 (Crest): 플랭크를 연결하는 나사 표면입니다. 마루는 나사가 돌출된 원뿔 또는 실린더에서 가장 먼 영역입니다. 즉, 나사의 윗부분입니다.

플랭크 (Flank): 나사의 플랭크는 마루와 뿌리를 연결합니다. 이론적으로 플랭크 표면과 축 평면의 교차는 직선입니다.

뿌리 (Root): 뿌리는 인접한 나사 형상의 플랭크를 연결하는 나사 표면입니다. 나사가 돌출된 원뿔 또는 실린더에 인접한 영역입니다. 즉, 나사의 아랫부분입니다.

피치 (Pitch): 인접한 나사의 대응 영역 사이에 측정된 평행 영역의 거리입니다. 피치 직경은 이론적 원뿔 또는 실린더의 직경입니다.

나선 각도 (Helix Angle): 직선 나사가 있을 때, 나선 각도는 나선이 나사 축과 이루는 각도입니다. 반면 테이퍼 나사의 나선 각도는 나사의 원뿔 나선 영역이 만드는 각도입니다.

나사 가공의 유형

나사를 분류할 때는 다양한 표준이 있습니다. 패스너에는 간격 나사와 기계 나사가 흔히 사용됩니다. 반면 UNC(거친 나사)와 UNF(가는 나사)는 통합 나사 시스템의 표준 분류입니다.

이 섹션에서는 내부 나사와 외부 나사에 대해 논의하겠습니다.

내부 나사 (Internal Threads)

내부(암나사) 가공 나사는 오목한 표면의 나사산입니다. 이 유형의 나사는 단일 립 나사 공구로 가공됩니다. 일부 내부 나사는 전통적인 탭을 사용합니다. 탭은 CNC 가공 부품에 내부 나사를 절삭하는 금속 공구입니다.

나사를 공작물에 삽입하려면 내부 나사가 필요합니다. 내부 나사의 나사 절삭 공정은 핸드 탭이나 머신 탭으로 할 수 있습니다. 내부 나사를 절삭하려면 다음 공구가 필요합니다.

• 트위스트 드릴
• 90° 카운터싱크
• 내부 탭
• 조절식 탭 렌치 (핸드 탭용)
• 핸드 드릴 또는 박스 컬럼 드릴 (머신 탭용)
• 안전 고글

먼저 필요한 구멍의 직경을 결정해야 합니다. 그런 다음 절삭에 사용할 올바른 탭을 아는 것도 중요합니다. 내부 가공 탭은 공칭 크기에 따라 분류됩니다.

탭용 직경은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

심공 직경 = 탭 직경 – 나사 피치.

나사 절삭 공정은 펀치로 센터링하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 트위스트 드릴로 심공을 뚫습니다. 90° 카운터싱크는 심공에 챔퍼를 만드는 데 도움이 됩니다. 이제 탭을 탭 렌치에 넣고 심공에 돌려 나사를 절삭할 수 있습니다.

외부 나사 (External Threads)

외부 나사는 나사산이라고도 합니다. 일반적인 외부 나사에는 나사, 플러그 게이지, 볼트, 스터드가 있습니다. 선삭에 적합한 부품의 경우 외부 나사가 부품 길이를 따라 연장될 수 있습니다.

외부 나사의 경우 선반에서의 나사 가공이 매우 효과적입니다. 라운드 다이를 사용하여 손으로 절삭할 수도 있습니다. 다이는 보통 고정 다이스톡에 장착됩니다. 제조업체는 라운드 다이를 내부 나사의 대응물로 사용합니다.

육각 및 사각 다이도 있습니다. 이러한 유형의 다이는 인터록에 가장 적합합니다. 수리 케이스와 접근하기 어려운 영역으로 다이를 이동하는 데 도움이 됩니다. 외부 나사 절삭에 도움이 되는 공구는 다음과 같습니다.

• 라운드 다이 및 봉
• 줄
• 다이 스톡
• 바이스 (클램핑용)
• 일자 드라이버
• 절삭 스프레이 (표면 품질용)

먼저 라운드 봉의 모서리를 줄로 다듬습니다. 그런 다음 45°로 챔퍼링합니다. 챔퍼는 나사 깊이보다 약간 커야 합니다. 그런 다음 라운드 다이를 클램핑하고 단단히 고정합니다. 나사를 절삭하려면 봉에 상당한 압력이 필요합니다. 절삭 스프레이는 부품 표면 품질을 개선하고 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.

나사 가공 절삭 방법

나사 절삭은 부품에 나사 연결을 생성하는 데 도움이 됩니다. 완전한 나사가 있는 연결에는 내부 나사가 필요합니다. 이러한 연결 중 다수는 대응하는 외부 나사도 필요합니다.

나사 절삭 방법을 아는 것은 단품 제조의 중요한 작업 기술입니다. 수리 작업에도 필요합니다. 경제적, 기술적 이유로 기계가 항상 유용한 것은 아니기 때문입니다.

다음은 나사 가공 절삭의 주요 방법입니다.

밀링 (Milling)

이 방법은 회전하는 밀링 커터를 사용합니다. 커터의 형태는 원하는 나사 형상에 맞춰집니다. 제조업체는 단일 또는 다중 커터를 사용합니다. 단일 커터의 경우 모든 절삭 날이 한 평면에 있습니다. 반면 다중 커터에는 환상의 절삭 치아가 여러 열로 있습니다.

홉을 사용하여 나사를 절삭할 수도 있습니다. 이 경우 커터의 치아가 나선을 따라 위치합니다. 밀링은 내부 또는 외부 나사 제작에 사용할 수 있습니다. 밀링 방법으로 절삭된 나사는 높은 정확도를 가집니다.

나사의 피치가 다이스에 비해 너무 거칠 때 이 방법을 사용하는 것이 바람직합니다. 많은 기계 가공자는 밀링이 선반 나사 가공보다 더 효과적이라고 봅니다. 밀링은 리드 스크류 같은 부품에 가장 효율적인 방법입니다. 빠른 생산과 높은 정확도 때문입니다. 또한 밀링 부품을 단 1~2패스 만에 마무리할 수 있습니다.

선반 나사 가공 (Threading on a Lathe)

또 다른 주요 나사 가공 공정은 선반에서의 나사 절삭입니다. 이 공정은 공작물에 나선형 능선을 만듭니다. 나선형 능선은 부품에 균일한 단면을 가집니다. 선반 나사 가공은 나사 공구 키트를 사용하여 연속적인 절삭으로 수행됩니다.

탭 핸들은 선반 기계로 탭핑하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 기계 가공자는 공작물을 선반 척에 고정합니다. 그런 다음 스프링 로드 센터나 데드 센터를 소형 및 대형 탭에 각각 사용합니다. 이 장비 중 하나가 테일스톡에 고정됩니다.

이후 핸들을 사용하여 탭을 회전시킵니다. 또 다른 일반적인 방법은 다이 핸들 사용입니다.

외부 나사 선반 절삭에 훌륭한 선택입니다. 선반의 다른 방법으로는 리지드 탭핑과 단일 포인트 나사 가공이 있습니다.

다이 절삭 (Die-Cutting)

다이 절삭 방법은 외부 나사 절삭에 가장 인기가 많습니다. 다이 절삭은 상대적으로 부품을 빠르게 생산합니다. 따라서 나사 절삭에 경제적인 방법입니다. 이 방법은 중간 수준의 정확도와 품질을 가집니다. 그러나 대부분의 대량 생산 부품에는 매우 허용 가능합니다.

일반적으로 두 가지 유형의 나사 다이가 있습니다.

1. 바닥 또는 라운드 스플릿 다이: 이 다이의 설계는 손으로 사용하기에 적합합니다. 하지만 기계에서도 사용할 수 있습니다. 나사 간격을 닫는 나사로 원형입니다. 이를 통해 헐거운 조임과 단단한 조임 모두에 조정이 가능합니다.

2. 조절식 다이: 이 경우 두 개의 다이 조각이 다이 스톡에 장착됩니다. 다이는 콜렛에 고정될 수도 있습니다. 테이퍼 배열로 중심으로의 이동 또는 중심에서의 이격이 가능합니다. 이는 다양한 정도의 조임을 제공합니다. 조절식 다이는 손으로 사용하기에 좋습니다.

나사 가공을 위한 설계 팁

여러 이점을 고려할 때, 나사 절삭 방법을 아는 것만으로는 충분하지 않습니다. 나사 절삭 기술을 최대한 활용하는 최적의 방법을 아는 것도 중요합니다. 여기에서 나사 가공 용도를 위한 몇 가지 설계 팁을 찾을 수 있습니다.

• 내부 나사 끝에는 카운터싱크가 있어야 합니다.
• 사양이 없는 한 높은 나사보다 낮은 나사가 바람직합니다.
• 표준 나사 크기와 형상을 사용하는 것이 더 경제적입니다.
• 나사의 시작 끝은 나사의 중심축과 일치하는 평평한 표면이어야 합니다.
• 관형 부품은 성형 또는 절삭 압력을 견딜 수 있도록 벽 두께를 늘려야 합니다.
• 부품의 외부 나사 끝에는 챔퍼가 포함되어야 합니다.

결론

고품질 부품 생산에는 제조 공정에 대한 완전한 이해가 필요합니다. 나사 가공 절삭은 제조 공정의 중요한 측면입니다. 약간 복잡해 보일 수 있지만 포기하는 것은 바람직하지 않습니다.

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FAQ – 나사 가공

나사 가공의 목적은 무엇인가?

나사 가공의 주된 목적은 부품에 나사 연결을 생성하는 것을 돕는 것입니다. 단품 제조와 수리 작업에 가장 좋은 공정 중 하나입니다. 우수한 부품 적용과 더 나은 구조적 단순화를 보장합니다.

밀링 머신으로 나사를 가공할 수 있나?

네. 밀링 머신으로 나사 가공을 할 수 있습니다. 나사 밀링에는 나선 보간 기능이 있는 CNC 가공 센터가 필요합니다. 이는 효율적인 나사 밀링과 신뢰할 수 있는 결과를 보장합니다.

선반 기계로 내부 나사를 만들 수 있나?

선반 나사 가공으로 내부 및 외부 나사 모두 생성할 수 있습니다. 기술 선택은 부품의 용도에 따라 달라집니다.