탭핑 스크류 체결부 기구 설계는 어떻게?

안녕하십니까

윔지의 설계하는 사람입니다.

 

기구 설계를 하다보면 나름 노하우(?)가 있어야 하는 부분이 있습니다.

여러가지가 있지만 오늘은 탭핑 스크류가 체결되는 부분에 대해 설명드리겠습니다.

 

스크류가 체결되는 부분은 간단히 2가지 정도로 나누어진다고 생각하시면 되는데요.

machine screw와 tapping screw 중 어떤 스크류가 사용되는지로 구분됩니다.

 

*machine screw : 일반적으로 사용되는 스크류로 나사산이 있는 상대물에 체결하는 스크류를 말합니다. 

 

*tapping screw : 상대물에 나사산이 없는 상태로 스크류가 나사산을 만들면서(tapping) 체결하는 스크류를 말합니다.

 

제품 설계에서는 나사로 체결하는 경우 이 두가지 중 반드시 한가지 방법은 사용하게 됩니다.

 

그렇다면 탭핑 스크류를 적용하기 위해 기구 구조를 어떻게 해야 할까요? 설계관련을 전공했다면, 그 중에서도 기계설계를 전공했다면 나사에 대해서는 어느정도 아실겁니다. 기구 구조를 잡기 위해서는 나사의 기본 사양은 인지를 하셔야 합니다.

 

나사는 특수 제작품과 머리부분을 제외하고는 모두 규격이므로 몇가지만 기억하시면 됩니다.

 

설명은 가장 많이 적용되는 M3을 기준으로 설명을 드릴테니 궁금하신 점은 댓글 주세요. 

 

M3은 나사산의 pitch가 0.5입니다. 하지만 탭핑 스크류가 적용되는 기구 구조에는 pitch는 무의미 합니다. ㅎ

 

각 스크류에는 나사산을 내기 적당한 크기의 탭핑용 홀이라고 해서 권장하는 치수가 있습니다.

M3의 경우에는 Φ2.4~Φ2.5 입니다. 전 Φ2.4를 적용합니다. 

 

자 그럼, 간단하게 그림으로 보여드리겠습니다.   

 

1) 원형 기둥을 그립니다.

    내측 지름Φ2.4 외측 지름 Φ6.0

 

2) 구베각을 적용합니다.( 전 1도만 줍니다.)

    이때 주의하실 점은  최상단면(주황색)을 기준으로 구베를 줍니다. 안그러면 탭을 내는 부분의 지름이 작아져 헐렁하게 됩니다.

   탭핑 스크류의 단점은 여러번 풀었다 조였다 하는 경우 사출물(기구물)이 닳아서 헐거워진다는 겁니다. 그래서 원래는 재작업 발생이 적은 부분이나 생산 단가가 적은 부분에 적용하는 좋습니다. 어쨋든, 구베각 적용 시 내려갈수록 작아지게 해야 2~3차례 재 조립이 가능해집니다. 

 

3) 보강 리브 적용

    탭핑 스크류는 강제로 탭을 내는 구조이기 떄문에 스크류 체결 시 기구물이 갈라지거나 하는 파손의 위험이 있습니다. 따라서 보강할 리브를 주위에 둘러줍니다.

※전 M3의 경우에는 4개 정도하고 M8이 넘어가는 경우 8개 정도 리브를 적용합니다.

 

추가 설명을 드리자면, 외관의 수축이 문제가 되지 않거나 수축이 발생하지 않는다면 위의 구조를 기본으로 적용해도 무관하지만 외관 수축이 발생되면 안되는 위치이거나 수축 발생이 우려된다면 변경 코어를 사용하는 하기 구조로 적용하시면 됩니다.

하측은 외관 두께의 50%~60%이내의 살두께로 적용하시면 수축 발생이 없습니다.

 

위 기준은 제가 TV 설계나 다른 제품 설계에 적용하는 수치로, 양산 제품으로 검증된 수치입니다.

기구 엔지니어마다 적용하는 기준은 다를수도 있지만 검증된 기준으로 설계에 반영하도록 하시기 바랍니다.

 

 

이상!

 

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