[공구 노트] 나사 절삭 가공(태핑 가공) 나사산 보정 다이스 종류와 특징
안녕하세요. YoungH입니다.
오늘은 나사 절삭 가공(태핑 가공) 및 나사자리(암나사) 가공에 사용되는 탭, 나사산 보정 시 사용되는 다이스의 종류와 특징에 대해 알아보겠습니다.
탭이란?
탭이란 금속의 하단 홀에 나사 자리(암나사)를 내기(절삭하기) 위한 공구이다.
탭 각부의 명칭
탭의 종류
탭은 하단 홀 형상(막힌 홀/관통 홀)으로 종류가 구별된다.
금속판을 통과한 홀을 관통 홀, 통과하지 않는 홀을 막힌 홀이라고 한다.
1. 핸드탭 : 가장 일반적으로 사용되는 탭으로 탭핸들에 체결되어 수작업으로 사용된다.
핸드탭은 1# 1번탭, 2# 2번탭, 3# 3번탭 3개 세트(Set)로 구성되며 황삭, 중삭, 정삭 타입이 있다.
막힘 구멍의 경우 반드시 이 3종 세트가 필요하며, 관통 구멍의 경우 '중간' 타입, 2번탭 만 있어도 작업이 가능하다.
1번탭은 황삭용, 9산(9P)으로 정밀하고 어려운 구멍을 처음 뚫을 때 사용, 나사의 흔적을 만들어준다. 드릴로 뚫은 구멍을 쉽게 가공할 수 있고, 탭의 날이 적기 때문에 약한 힘으로도 절삭이 가능하다. 탭의 날 부분 길이가 9산인 것이 특징이다.
2번탭은 중삭용, 5산(5P)으로 드릴 구멍에 나사를 만드는데 가장 일반적으로 사용, 좀 더 깊은 구멍까지 탭작업을 할 수 있다. 탭의 날 부분 길이가 5산인 것이 특징이다.
3번탭은 정삭용, 1.5산(1.5P)으로 마무리 용도로 사용된다. 탭 가공의 마지막에 이용하는 것으로, 구멍의 바닥까지 가공할 수 있으며 완전한 나사산을 만들어준다. 탭의 날 부분 길이가 1.5산인 것이 특징이다.
2. 스파이럴 탭(머신 탭, 기계 탭) : 막힌 구멍에 나사내기를 위한 공구로서 날부가 비틀림으로 되어 있어 절삭칩 배출이 용이하며 기계에서 사용되므로 기계 탭, 머신 탭이라고 한다.
3. 건 포인트 탭 : 관통 구멍 가공용 탭으로서 절삭칩이 구멍 아래로 배출되는 것이 특징이며 관통 구멍에 주로 사용된다.
4. 전조 탭(롤 탭) : 홈 없는 탭은 절삭탭과는 달리 나사가공을 할 때 절삭칩이 나오지 않은 것이 특징이다.
소성변형에 의해 암나사가 형성되기 때문에 나사면은 매끄러운 광택면이 되고 암나사의 강도가 높게 된다. 정도가 안정되고 탭 자체의 내구성도 높기 때문에 전연성이 큰 피삭재에 효과적이고 막힌 구멍의 나사가공에는 특히 효과가 크다.
막힌 구멍용은 챔퍼부 길이(불완전 나사부) 2P, 뚫은 구멍용은 챔퍼부 길이(불완전 나사부) 4P를 채택하고 있다.
5. 파이프 탭 : 파이프 탭은 배관, 파이프에 암나사 가공 시 사용되는 탭이다. 파이프 탭도 기계에 장착하여 사용되는 파이프 스파이럴 탭이 있다.
파이프 탭의 경우 PF, PT, PS, NPT, NPS 등 국가별 관용 나사산각도 및 규격이 다르니 주의해야 한다.
PT, PF, PS는 영국식 관용 나사산각도 55˚
NPT, NPS는 미국식 관용 나사산 각도 60˚
PT는 나사산이 55˚ 1/16의 테이퍼를 갖는다.
PF는 나사산이 55˚, 관용평행나사 제작용으로 관의 기계적 결합에 사용된다.
PS는 PF와 같으나 나사의 골이 둥글게 되어 있어 기밀을 요하는 작업에 사용된다. 상대의 수나사는 PT를 쓰면 된다.
파이프 규격별 사용 파이트탭 규격표
파이프 규격은 일반적으로 파이프의 외경을 지칭한다.(KS 파이프 기준)
1) 일반적으로 사용하는 파이프는 KS 강관처럼 규격화된 파이프와 파이프의 두께가 다양한 스케줄 파이프로 구분한다.
2) KS 강관 파이프에 파이프 탭 적용 시 내경 규격을 활용하여 사용하며, 이것을 인치로 환산한 규격이, 일반적인 파이프탭의 규격이 된다.
EX) 15A 파이프의 경우 외경은 21.7mm, 내경은 15mm 환산 인치는 1/2"이다. PT탭을 사용할 경우 PT 1/2" 탭을 사용한다.
재료, 작업별 탭 선정 기준
탭 작업 방법
① 금속판(단면도).
② 드릴로 홀(하단 홀)을 뚫는다.
③ ②에서 뚫은 홀에 탭을 회전시키면서 넣는다.
④ 나사 자리 완성(암나사)
추천 탭핑속도와 절삭유
아래표는 추천 탭핑속도와 절삭유를 나타낸다. 탭 재질, 탭의 종류, 드릴 구멍의 형상, 피삭재 및 절삭유는 적정 탭핑속도를 결정하는데 중요한 요소다. 또한 절삭유는 윤활, 냉각 등 중요한 역할을 하므로 작업 시 충분한 절삭유 공급을 권장한다.
탭외경에 따른 절삭속도와 회전수 환산표 및 계산식
탭 핸들(Tap Wrench), 탭 홀더란?
탭 핸들(Tap Wrench), 탭 홀더란 나사 자리, 홀(암나사)을 만들 때 사용하는 탭을 장착하여 돌릴 때 사용하는 공구이다.
탭 핸들의 종류
가장 일반적인 일자형 타입의 탭핸들이다. 각종 탭 및 리머 등을 장착하여 사용하고 양손으로 작업한다.
수동 T탭 핸들로 한 손으로 작업할 수 있어 사용이 용이하다.
탭 작업 시 라쳇 기능이 추가된 자동 T탭 핸들로 조작이 쉽고 사용하기 편리하다. 오른나사/왼나사 모두 사용가능하다.
자동(라쳇)식이란 일정한 회전 방향으로 돌리면 톱니바퀴가 고정되어 나사를 돌릴 수 있고, 반대로 돌리면 톱니바퀴가 풀어져 나사가 돌아가지 않는(공회전 상태) 구조를 말한다. 예를 들어 오른쪽으로 돌리면 조이고, 왼쪽으로 돌리면 공회전하므로 탭 홀더를 바꿔 잡을 필요 없이 쾌적한 작업이 가능하다.
탭 핸들, 탭 홀더 사용방법
① 가공물에 전동 드릴로 90°가 되도록 기초 홀을 뚫어준다.
② 1회전 시계 방향으로 돌리고 나사 절삭 후 1/4 회전 복귀한다. 이 작업을 반복한다.
태핑 오일 등의 윤활유를 사용하면 깔끔하게 마감된다.
다이스란?
수나사 가공을 할 때 사용하는 절삭 공구이다. 나사 가공 다이스라고도 불리며 봉 형상의 재료에 수나사를 제작할 때 또는 나사산을 보정할 때 사용되며 다이스 핸들에 체결하여 사용된다.
다이스의 종류
다이스의 종류는 솔리드 타입 다이스와 조정 다이스로 나눌 수 있다.
솔리드 다이스는 사이즈 조정이 불가능하고 조정 다이스는 분할되어 있어 조정 나사로 사이즈 조정이 가능하다.
다이스 선택 시 중요한 규격은 제작하려는 나사의 외경과 나사 부분의 산과 산 사이즈의 거리인 피치다.
다이스 외경은 다이스 핸들의 선정에 필요하다.
다이스 핸들이란?
다이스 핸들이란 수나사를 만들 때 사용하는 다이스를 돌리기 위해 이용하는 공구이다.
다이스 핸들 사용방법
① 다이스를 핸들에 장착하고 고정 나사로 고정한다.
② 가공물을 수평으로 유지하며 2~3회 물리도록 한다. 3/4 회전 나사 절삭 후, 1/4 회전 복귀하는 작업을 반복한다. 태핑 오일 등의 윤활유를 사용하면 깔끔하게 마감된다.
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