나사

Screw
이 기사는 파스너에 관한 것입니다. 기타 용도는 나사(동음이의)를 참조하십시오.
다양한 나사 및 크기 비교를 위한 미국 쿼터
나무나사: a) 헤드; b) 나사못이 없는 생크; c) 나사못이 있는 생크; d) 팁
6개의 고전적인 단순한 기계들은

나사는 헤드에 대한 비틀림 힘(토크)에 의해 조이거나 해제할 수 있는 외부 나선형 나사 체결구입니다. 나사가 조립된 부품의 구멍에 삽입되거나 나사가 자체 나사산을 형성할 수 있습니다.[1] 나사의 가장 일반적인 용도는 물체를 고정하는 것이며 다양한 재료를 위한 많은 형태가 있습니다.

나사에는 공구로 돌려야 하는 헤드가 한쪽 끝에 있습니다. 나사를 구동하기 위한 일반적인 도구에는 드라이버, 렌치 및 키가 포함됩니다. 헤드는 일반적으로 몸체보다 크기 때문에 나사가 길이보다 더 깊게 구동되지 않고 베어링 표면을 제공합니다. 단, 세트 나사(그루브 나사)는 예외입니다. 나사의 원통형 부분을 머리 아래에서 끝까지 섕크라고 하는데, 섕크는 피치라고 불리는 각 나사산 사이의 거리와 함께 완전히 또는 부분적으로 나사산에 끼워질 수 있습니다.[2][3]

대부분의 나사는 시계방향 회전으로 조여지는데, 이를 오른손 나사산이라고 합니다.[4][5] 왼쪽 나사산이 있는 나사는 나사가 반시계 방향으로 회전하여 오른쪽 나사를 느슨하게 하는 등 예외적인 경우에 사용됩니다. 이 때문에 자전거의 왼쪽 페달에는 왼쪽 나사산이 달려 있습니다.

나사 메커니즘은 르네상스 과학자들에 의해 정의된 여섯 개의 고전적인 단순 기계 중 하나입니다.[6][7][8] 나사와 볼트의 차이점은 후자가 너트를 비틀어 조이거나 풀어지도록 설계되었다는 것입니다.


역사

단점 나사 절단을 위한 리드 나사 및 변속 기어를 장착한 1871년의 선반
브라운&샤프 단일나사기

고정 장치는 다월과 핀, 쐐기, 박격포와 테논, 비둘기 꼬리, 못 박기(손톱 끝을 꽉 쥐거나 하지 않음), 단조 용접, 그리고 여러 종류의 매듭을 사용하여 가죽이나 섬유로 만든 끈으로 묶는 여러 가지 개념을 포함하여 널리 퍼졌습니다. 나사는 발명된 마지막 간단한 기계 중 하나였습니다.[9] 그것은 신아시리아 시대 (911-609) 기원전에 메소포타미아에서 처음 나타났고,[10] 그 후 고대 이집트와 고대 그리스에[11][12] 나타나 그리스 수학자 타렌툼의 아르키타스 (기원전 428-350)에 의해 묘사되었습니다. 기원전 1세기까지 나무 나사못은 올리브에서 올리브 오일을 압착하고 포도에서 즙을 짜내는 데 사용되었습니다. 드라이버에 대한 최초의 문서는 1475년에서 1490년 사이에 언젠가 쓰여진 원고인 중세 Wolfeg Castle의 Housebook에 있습니다.[13] 그러나 나사식 고정 장치가 상품화된 1800년 이후까지는 널리 보급되지 않았을 것입니다.[14]

15세기 이전의 유럽에서는 고정 장치로 사용된 금속 나사가 전혀 알려져 있지 않았습니다.[15] 금속 나사는 18세기 말에 대량 생산을 위한 공작 기계가 개발되기 전까지는 일반적인 고정 장치가 되지 않았습니다. 이 발전은 1760년대와 1770년대에 꽃을 피웠습니다.[16] 곧 수렴된 두 개의 다른 길을 따라:[17]

첫 번째 길은 1760년 영국 스태퍼드셔의 Job과 William Wyatt 형제에 의해 개척되었습니다.[18] 그는 오늘날 초기의 그리고 초기의 종류의 나사 기계라고 가장 잘 부를 수 있는 기계를 1760년에 특허를 냈습니다. 리드스크류를 사용하여 원하는 피치를 낼 수 있도록 커터를 안내하고,[18] 주축이 가만히 있는 상태에서 회전파일로 슬롯을 절단하였습니다(250년 후 선반에 활공구를 포장). 와이엇 형제는 1776년까지 나무 나사 공장을 운영했습니다.[18] 그들의 사업은 실패했지만, 새로운 주인들은 곧 사업을 번창하게 만들었고, 1780년대에 그들은 30명의[19] 직원만으로 하루에 16,000개의 나사를 생산했습니다. 이러한 종류의 산업 생산성과 생산량은 나중에 현대 산업의 특징이 되었지만 당시에는 혁명적이었습니다.

한편, 영국의 악기 제작자인 제시 램스든 (1735–1800)은 나사를 자르는 문제의 도구 제작과 악기 제작 끝을 연구하고 있었고, 1777년에 그는 최초로 만족스러운 나사를 자르는 선반을 발명했습니다.[20] 영국의 기술자 헨리 모드슬레이 (1771–1831)는 1797년과 1800년의 나사를 자르는 선반으로 그러한 선반을 대중화함으로써 명성을 얻었으며, 이 선반은 리드스크류, 슬라이드레스트, 변속기 기어 트레인의 3중 구조를 모두 산업 기계가공에 적합한 비율로 포함하고 있습니다. 어떤 의미에서 그는 Wyatts와 Ramsden의 경로를 통합하고 기계 나사를 위해 이미 수행된 것, 즉 상품화를 촉진하는 생산의 상당한 완화를 수행했습니다. 그의 회사는 이후 수십 년 동안 공작 기계 분야에서 선두를 유지할 것입니다. 제임스 나스미스(James Nasmyth)의 잘못된 인용은 모드슬레이(Maudslay)가 슬라이드 받침대를 발명했다는 개념을 대중화했지만, 이는 잘못된 것이었습니다. 그러나 그의 선반은 슬라이드 받침대를 대중화하는 데 도움이 되었습니다.


1760-1800년 시대의 이러한 발전은 와이어츠와 모드슬레이가 가장 중요한 동인임에 틀림없으며 나사식 고정 장치의 사용이 크게 증가했습니다. 스레드 형태의 표준화는 거의 즉시 시작되었지만 빠르게 완료되지는 않았습니다. 그 이후로 진화하는 프로세스였습니다. 나사의 대량 생산에 대한 추가적인 개선은 19세기 내내 앞으로 수십 년 동안 단가를 점점 더 낮췄습니다.[21] 특수한 단일 목적의 대량 생산 공작 기계에서 나무 나사(나무로 작업할 때 사용할 금속으로 만든 나사를 의미함)를 대량으로 생산하는 것, 그리고 다양한 피치(기계공이 필요한 날에 필요한 모든 것) 중에서 쉽게 선택할 수 있는 기계 나사(V-스레드)의 수가 적은 공구실 스타일의 생산.

1821년에 Hardman Philips는 미국 최초의 나사 공장을 지었습니다 – Philipsburg 근처의 Moshannon Creek에 말이죠 – 무딘 금속 나사를 제조하기 위해 말이죠. 나사 제조 전문가인 토마스 레버는 공장을 운영하기 위해 영국에서 데려왔습니다. 그 방앗간은 증기와 수력을 사용했고, 단단한 나무 숯을 연료로 사용했습니다. 그 나사들은 "압연 및 와이어 드로잉 장치"에 의해 준비된 와이어로 근처의 단조 공장에서 제조된 철재로 만들어졌습니다. 나사 공장은 상업적으로 성공하지 못했습니다. 결국 저가의 김렛 포인트 나사와의 경쟁으로 실패했고, 1836년에 운영을 중단했습니다.[22]

포탑 선반(1840년대)과 이로부터 파생된 자동 나사 기계(1870년대)의 미국 개발은 기계-공구 제어를 점점 더 자동화함으로써 나사식 체결기의 단가를 대폭 낮췄습니다. 이러한 비용 절감은 나사를 더욱 많이 사용하게 만들었습니다.

19세기에 걸쳐 나사 헤드의 가장 일반적인 형태(즉, 드라이브 타입)는 단순한 내부 렌치 직선 슬롯과 외부 렌치 사각형 및 육각형이었습니다. 이것들은 기계화하기 쉬웠고 대부분의 애플리케이션에 적절하게 제공되었습니다. Rybczynski는 1860년대부터 1890년대까지 다양한 대체 드라이브 유형의 특허에 대해 설명하지만,[23] 특허는 받았지만 당시에는 특허를 받기 어려웠고 비용이 많이 들어 제조되지 않았다고 설명합니다. 1908년 캐나다의 P. L. Robertson은 머리가 쉽게 찍힐 수 있도록 올바른 디자인(약간의 테이퍼 각도와 전체적인 비율)을 개발하여 내부를 휘감는 사각 소켓 드라이브를 실용적으로 구현한 최초의 사람이었습니다. 불필요한 방법으로 전단되거나 변위되는 것보다 원하는 대로 금속 냉간 형성이 가능합니다.[23] 1911년에 내부를 감는 육각 드라이브(육각 소켓)의 실용적인 제조가 이루어졌습니다.[24][25]

1930년대 초 미국인 헨리 F. 필립스는 필립스 헤드 나사를 대중화했습니다.[26]

스레드 형태 표준화는 ISO 메트릭 나사산과 통합 스레드 표준이 정의된 1940년대 후반에 더욱 향상되었습니다.

체결보다는 동작을 제어하기 위한 정밀 나사는 19세기 전후에 발전했으며, 산업 혁명을 가능하게 한 평평한 표면과 함께 중심적인 기술 발전 중 하나를 나타냅니다.[27] 마이크로미터와 선반의 핵심 구성 요소입니다.

제조하다

참고 항목: 나사산(제조)

나사를 제조하는 단계는 헤딩, 나사산 압연, 코팅의 세 단계가 있습니다. 나사는 일반적으로 대형 코일에 제공되는 와이어 또는 더 큰 나사의 경우 원형 막대 스톡으로 만들어집니다. 그런 다음 와이어 또는 로드를 제작되는 나사 유형에 적합한 길이로 절단합니다. 이 작업물을 블랭크(blank)라고 합니다. 그런 다음 차가운 머리가 되는데, 이것은 차가운 작업 과정입니다. 헤드는 나사의 헤드를 생성합니다. 기계의 다이 모양에 따라 나사 헤드에 어떤 기능이 눌러지는지가 결정됩니다. 예를 들어, 납작한 헤드 나사는 평평한 다이를 사용합니다. 더 복잡한 모양을 위해서는 나사 헤드에 모든 기능을 삽입하기 위해 두 번의 헤딩 과정이 필요합니다. 헤딩은 생산율이 매우 높고, 폐기물이 거의 발생하지 않기 때문에 이 생산 방법을 사용합니다. 슬롯형 헤드 나사는 헤드에 있는 슬롯을 자르기 위해 추가 단계가 필요합니다. 이 작업은 슬롯형 기계에서 수행됩니다. 이 기계는 가능한 한 많은 블랭크를 처리하도록 설계된 밀링 기계를 본질적으로 제거합니다.

그런 다음 실을 꿰기 전에 빈 칸을 다시[citation needed] 연마합니다. 나사산은 일반적으로 나사산 롤링을 통해 생산되지만 일부는 잘립니다. 그런 다음 공작물을 목재 및 가죽 매체로 회전시켜 최종 세척 및 광택 작업을 수행합니다.[citation needed] 대부분의 나사는 부식을 방지하기 위해 아연(갈바니징)으로 전기도금을 하거나 흑색 산화물을 도포하는 등의 코팅이 적용됩니다.


나사의 종류

참고 항목: 나사 및 볼트 종류 목록

나사식 고정 장치에는 테이퍼형 생크 또는 비테이퍼형 생크가 있습니다. 테이퍼형 판크가 있는 고정 장치는 기판에 직접 투입되거나 기판의 파일럿 구멍에 투입되도록 설계되었으며 대부분 나사로 분류됩니다. 이 고정 장치가 구동되면 기판에 짝을 이루는 나사산이 형성됩니다. 테이퍼가 없는 생크가 있는 고정 장치는 일반적으로 너트와 짝을 이루거나 탭 홀에 삽입되도록 설계되었으며, 대부분은 볼트로 분류되지만 일부는 나사산으로 형성되며(예: 탭타이트) 일부는 너트가 아닌 암 나사산 고정 장치와 함께 사용할 경우 나사로 처리됩니다.

시트 금속 나사에는 자가 탭 나사의 칩 제거 플루트가 없습니다. 그러나 일부 도매상은 두 가지 종류를 구별하지 않습니다.[28]

나무나사

초기의 나무나사는 일련의 파일, 끌, 기타 절단 도구로 수작업으로 만들어졌으며, 나사산의 불규칙한 간격과 형태는 물론 나사산 머리 부분과 나사산 사이의 부분에 남아있는 파일 자국을 주목하면 쉽게 발견할 수 있습니다. 이 나사들 중 많은 것들이 뭉툭한 끝을 가지고 있어서 거의 모든 현대적인 나무 나사에서 날카로운 테이퍼 포인트가 완전히 부족했습니다.[29] 일부 나무 나사못은 1700년대 후반에 절단 다이로 만들어졌습니다(아마도 책 내용이 처음 부분적으로 출판된 1678년 이전에도).[30] 결국, 선반은 나무 나사를 제조하는 데 사용되었으며, 가장 초기의 특허는 1760년 영국에서 기록되었습니다.[29] 1850년대에는 더 균일하고 일관된 나사산을 제공하기 위해 스웨이징 도구가 개발되었습니다. 이 도구로 만든 나사는 날카롭고 거친 나사산으로 둥근 계곡을 가지고 있습니다.[31][32]

나사 회전 기계가 일반적으로 사용되기 시작했을 때, 대부분의 상업적으로 이용 가능한 나무 나사는 이 방법으로 생산되었습니다. 이러한 절단된 나무 나사는 거의 변함없이 테이퍼형이며, 테이퍼형 생크가 분명하지 않은 경우에도 실이 생크의 직경을 지나 연장되지 않기 때문에 식별할 수 있습니다. 이러한 나사는 테이퍼 드릴 비트로 파일럿 구멍을 뚫은 후 가장 잘 설치됩니다. 황동으로 만든 나사를 제외한 대부분의 현대 목재 나사는 나사산 압연기에 형성됩니다. 이 나사는 직경이 일정하고 섕크보다 직경이 큰 나사산이 있으며 압연 공정으로 금속의 알갱이를 자르지 않기 때문에 더 강합니다.[citation needed]

기계나사

매크로 보기의 기계 나사

ASME 표준은 직경이 최대 0.75인치(19.05mm)에 이르는 다양한 기계 나사(스토브 볼트[citation needed])를 지정합니다.

기계 나사는 일반적으로 더 작은 고정 장치입니다(보다 작음). 1 ⁄4인치(직경 6.35mm) 나사산은 일반적으로 움푹 들어간 드라이브 유형(슬롯팅, 필립스 등)을 가진 섕크의 전체 길이를 나타냅니다. 또한 기계 나사는 소켓 헤드로 제작되며(위 참조), 이 경우 소켓 헤드 기계 나사라고 할 수 있습니다.

육각캡나사

ASME 표준 B18.2.1-1996은 직경이 0.25–3인치(6.35–76.20mm)인 육각 캡 나사를 지정합니다. 1991년, 위조 파스너의 유입에 대응하여, 의회는 "파스너 품질법"[34]인 PL 101-592를 통과시켰습니다. 이에 따라 ASME B18 위원회는 B18.2.1을 다시 [35]작성하여 완성된 육각 볼트를 육각 캡 나사로 개명했습니다. 이 용어는 오래 전부터 일반적으로 사용되었지만 현재는 ASME B18 표준의 공식 명칭으로도 사용되고 있었습니다.

러그 볼트 및 헤드 볼트는 다른 용어로, 어셈블리의 일부인 탭 홀에 나사로 끼워지도록 설계된 고정 장치를 의미하며, 기계 핸드북의 구별에 따라 나사로 사용됩니다. 여기서 일반적인 용어는 기계의 핸드북 구분과 다릅니다.[36][37]

래그 나사

래그 볼트라고도 하는 래그 나사

래그 나사(미국) 또는 코치 나사(영국, 호주 및 뉴질랜드)(래그 볼트 또는 코치 볼트라고도 함) 또는 프랑스 목재 나사(스칸디나비아)는 큰 나무 나사입니다. 래그 나사는 목재 골조를 함께 래그하거나 기계 발을 목재 바닥에 래그하거나 기타 무거운 목공 용도로 사용됩니다. 이러한 고정 장치의 초기 주된 용도는 배럴 고정 장치 및 기타 유사 부품과 같은 지연 장치의 체결에서 비롯되었습니다. 이 고정 장치는 기계의 핸드북 기준에 따라 "나사"이며, 핸드북에서 "래그 볼트"라는 오래된 용어가 "래그 나사"로 대체되었습니다.[38] 그러나 전통에 따라 많은 무역업자들은 "볼트"라고 계속 언급합니다. 왜냐하면 헤드 볼트와 마찬가지로 육각형이나 사각형의 헤드가 크고 회전하려면 렌치, 소켓 또는 특수 비트가 필요하기 때문입니다.

헤드는 일반적으로 외부 육각형입니다. 미터법 육각형 래그 나사는 DIN 571에서 적용됩니다. 인치 사각 헤드 및 육각 헤드 래그 나사는 ASME B18.2.1로 덮여 있습니다. 일반적인 래그 나사는 직경이 4~20mm 또는 #10~1.25인치(4.83~31.75mm)이고 길이가 16~200mm 또는 1 ⁄4~6인치(6.35~152.40mm) 이상이며 나무 나사 또는 시트 금속 나사산의 거친 나사산이 있습니다(하지만 더 큽니다). 재료는 일반적으로 아연 도금 코팅(내식성용)이 있는 탄소강 기판입니다. 아연 코팅은 밝은 노란색(전기도금) 또는 어두운 회색(핫 딥 아연도금)일 수 있습니다.

뼈나사

부러진 손목의 고정에 사용된 임플란트
본문 : 내부고정

항공 우주 및 원자력과 마찬가지로 의료에는 성능, 수명 및 품질이 가격에 반영되는 고정 장치용 최고 기술 중 일부가 포함됩니다. 뼈 나사는 스테인리스 스틸 또는 티타늄으로 제작되는 경향이 있으며, 원뿔 나사산, 다단 나사산, 캐뉼레이션(구멍이 뚫린 코어) 및 독점 나사 드라이브 유형과 같은 고급 기능을 가지고 있는 경우가 많습니다(일부는 이러한 애플리케이션 외부에서 볼 수 없음).

나사머리

a — 팬
b — 돔(버튼)
c — 둥근
d — 트러스(mushroom)
e — 플랫(countersunk)
f — 타원형(raised머리)
컴퓨터에 사용되는 조합 플랜지-헥스/필립스-헤드 나사

다양한 나사 헤드 모양이 있습니다. 일부 종류의 나사는 적절한 토크가 가해지면 끊어지는 이탈 헤드로 제조됩니다. 이는 변조를 방지합니다.

팬헤드
표면적이 넓은 둥근 높은 바깥쪽 가장자리가 있는 낮은 디스크입니다.
버튼 또는 돔 헤드(BH)
상단이 둥근 원통형입니다.
둥근머리
장식에 사용되는 돔 모양의 머리입니다.[39]
트러스 헤드
변조를 방지하도록 설계된 로우 프로파일 돔입니다.
플랫헤드
원뿔형으로, 평평한 외부면과 가늘어지는 내부면이 있어 소재에 반으로 가라앉을 수 있습니다. 나사의 각도는 원뿔의 구경으로 측정됩니다.
타원형 또는 융기형 헤드
카운터싱크 바닥과 둥근 상단이 있는 장식용 나사 헤드입니다.[39] 영국에서는 "라이즈드 카운터썬크" 또는 "계기 헤드"로도 알려져 있습니다.[citation needed]
버글머리
카운터생크와 유사하지만 나팔의 종소리와 유사하게 생크에서 머리의 각도까지 매끄러운 진행이 있습니다.
치즈헤드
원통형.
필리스터헤드
원통형이지만 약간 볼록한 상단 표면이 있습니다.
플란지헤드
플랜지 헤드는 헤드 베이스에 통합 플랜지를 추가하여 위의 헤드 스타일(카운터스컹크 스타일 제외) 중 하나가 될 수 있습니다. 따라서 평평한 세탁기가 필요하지 않습니다.
육두
육각형 모양으로, 육각 볼트의 머리와 유사합니다. 가끔은 방황하기도 합니다.

미터법

자세한 정보: ISO 898 and ASTM A325M

메트릭 외부 나사식 패스너의 국제 표준은 탄소강으로 제조된 특성 등급에 대한 ISO 898-1과 내식성 강으로 제조된 특성 등급에 대한 ISO 3506-1입니다.

인치

임페리얼 크기의 외부 나사식 패스너의 재료 및 기계적 특성을 관리하는 많은 표준이 있습니다. 탄소강에서 생산되는 등급에 대한 가장 일반적인 합의 표준은 ASTM A193, ASTM A307, ASTM A354, ASTM F3125 및 SAE J429입니다. 내식강에서 생산되는 등급에 대한 가장 일반적인 합의 표준은 ASTM F593 및 ASTM A193입니다.


도구들

시리즈의 일부
나사 드라이브 유형
슬롯티드
십자형
외부다각형
내부다각형
육각형
세점의
스페셜
전기 드라이버가 나무에 스스로 두드리는 필립스 헤드 스크류를 나사로 고정합니다.

대부분의 나사에서 구동하는 데 사용되는 수공구를 스크루드라이버라고 합니다. 동일한 작업을 수행하는 동력 공구는 동력 드라이버이며, 동력 드릴은 스크류 구동 부착물과 함께 사용할 수도 있습니다. 나사식 조인트의 유지력이 중요한 경우, 나사에 의해 충분하지만 과도한 힘이 발생하지 않도록 토크 측정 및 토크 제한 나사 드라이버를 사용합니다. 육각 헤드 나사식 패스너를 구동하기 위한 수공구는 스패너(영국 사용) 또는 렌치(미국 사용)이며 너트 세터는 파워 스크류 드라이버와 함께 사용됩니다.

현대 나사는 다양한 나사 구동 설계를 사용하며, 각각은 나사를 구동하거나 추출하는 데 다른 종류의 도구가 필요합니다. 가장 일반적인 나사 드라이브는 미국의 슬롯형 드라이브와 필립스입니다. 육각형, 로버트슨 및 Torx도 일부 애플리케이션에서 일반적이며, Pozidriv가 유럽의 필립스를 거의 완전히 대체했습니다.[citation needed] 일부 유형의 드라이브는 자동차와 같은 품목의 대량 생산 시 자동 조립을 위한 것입니다. 가정 수리 담당자가 수리하지 않아야 하는 전자 제품과 같이 변조가 바람직하지 않은 상황에서는 보다 이색적인 나사 드라이브 유형을 사용할 수 있습니다.

나사산

주 기사: 나사산

나사의 치수를 지정하는 시스템은 여러 가지가 있지만, 세계 대부분에서 ISO 메트릭 나사산이 선호하는 시리즈는 오래된 시스템을 대체했습니다. 다른 비교적 일반적인 시스템으로는 영국 표준 Whitworth, BA 시스템(British Association), Unified Thread Standard 등이 있습니다.

ISO 미터법 나사산

주품 : ISO 미터법 나사산

ISO 메트릭 나사산의 기본 원칙은 국제 표준 ISO 68-1에 정의되어 있으며 직경과 피치의 바람직한 조합은 ISO 261에 나열되어 있습니다. 나사, 너트 및 볼트에 일반적으로 사용되는 직경 및 피치 조합의 더 작은 부분은 ISO 262에 나와 있습니다. 각 직경에 대해 가장 일반적으로 사용되는 피치 값은 거친 피치입니다. 일부 직경의 경우, 얇은 벽 파이프의 나사산과 같은 특수 용도를 위해 하나 또는 두 개의 추가 미세 피치 변형도 지정됩니다. ISO 메트릭 나사산은 문자 M 다음에 나사산의 주요 직경(예를 들어 M8)으로 지정됩니다. 나사산이 일반적인 거친 피치(예를 들어 M8의 경우 1.25mm)를 사용하지 않으면 밀리미터 단위의 피치에도 곱셈 부호가 붙습니다(예를 들어 M8의 경우). 나사산의 외경이 8 mm이고 360° 회전당 1 mm씩 전진하는 경우 "M8×1".

미터법 나사의 공칭 직경은 나사산의 외경입니다. 나사가 들어가는 탭 구멍(또는 너트)은 나사의 크기에서 나사산의 피치를 뺀 내경을 가지고 있습니다. 따라서 6mm 생크를 나사산으로 꿰어 피치가 1mm인 M6 나사를 만들고, 나사산이나 나사산 구멍은 나사산을 지름 5mm(6mm~1mm)의 구멍에 두드려 만듭니다.

미터법 육각 볼트, 나사 및 너트는 예를 들어 국제 표준 ISO 4014, ISO 4017 및 ISO 4032에 명시되어 있습니다. 다음 표는 이 표준에 제시된 육각형 평면의 나사산 크기와 최대 너비 사이의 관계를 나열합니다.

ISO 메트릭 스레드 M1.6 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 M36 M42 M48 M56 M64
렌치사이즈(mm) 3.2 4 5 5.5 7 8 10 13 16 아니면 17 19 24 30 36 46 55 65 75 85 95

또한 다음과 같은 비선호 중간 크기가 지정됩니다.

ISO 메트릭 스레드 M3.5 M14 M18 M22 M27 M33 M39 M45 M52 M60
렌치사이즈(mm) 6 21 27 34 41 50 60 70 80 90

이는 예시일 뿐이며 구조 볼트, 플랜지 볼트의 경우 평면 간 폭이 다르며 표준 조직에 따라 다릅니다.

휘트워스

메인 기사: 영국 스탠다드 휘트워스

표준을 만든 최초의 사람은 (약 1841년에) 영국의 공학자 조셉 휘트워스 경이었습니다. Whitworth 나사 크기는 오래된 기계를 수리하는 데에도 사용되며 미터법 고정 나사산보다 더 거친 나사산이 필요한 경우에도 여전히 사용됩니다. Whitworth는 BSW(BS 84:1956)로 줄여서 British Standard Whitworth가 되었고, 1908년에 British Standard Fine(BSF) 스레드가 도입되었는데, 이는 Whitworth 스레드가 일부 응용 프로그램에 너무 조잡했기 때문입니다. 나사산 각도는 55°로 나사산의 직경에 따라 깊이와 피치가 달라졌습니다(즉 볼트가 클수록 나사산이 조여짐). Whitworth 볼트용 스패너는 나사 헤드의 평면을 가로지르는 거리가 아니라 볼트의 크기로 표시됩니다.

오늘날 Whitworth 피치의 가장 일반적인 용도는 모든 영국 발판입니다. 또한 소형 카메라의 경우 1/4" Whitworth(20 tpi), 중대형 카메라의 경우 3/8" Whitworth(16 tpi)가 표준 사진 삼각대 스레드입니다. 또한 마이크로폰 스탠드 및 해당 클립에도 사용되며, "스레드 어댑터"와 함께 두 가지 크기 모두에서 더 작은 크기를 사용하여 더 큰 나사산이 필요한 항목에 부착할 수 있습니다. 1/4" UNC 볼트는 1/4" BSW 카메라 삼각대 부시에 맞지만 항복 강도는 각각 60°와 55°의 다른 나사산 각도만큼 감소합니다.

영국 협회 나사산

메인기사 : 영국협회 나사산

영국 과학 발전 협회의 이름을 딴 영국 협회 나사산은 1884년에 고안되었고 1903년에 표준화되었습니다. 나사는 "2BA", "4BA" 등으로 설명되었으며, 홀수 번호는 1970년대 이전에 영국에서 전화 교환을 위해 만들어진 장비를 제외하고는 거의 사용되지 않았습니다. 이 장비는 도난을 줄이기 위해 홀수 번호의 BA 나사를 광범위하게 사용했습니다. BA 나사산은 영국 표준 BS 93:1951 "0 B.A ~ 16 B.A 크기의 허용오차를 갖는 영국 협회(B.A.) 나사산 사양"에 의해 지정됩니다.

ISO 미터법 나사와 관련은 없지만, 실제로는 미터법 용어로 크기를 정의했습니다. 직경 6mm, 피치 1mm의 0BA 나사산입니다. BA 시리즈의 다른 스레드는 공통 인자가 0.9 및 1.2인 기하급수의 0BA와 관련이 있습니다. 예를 들어, 4BA 스레드의 피치는 = {\displaystyle \scriptstyle p = 0입니다.mm(0.65mm), mm (3.62mm). 0BA는 ISO M6와 직경과 피치가 동일하지만 스레드의 형태가 다르고 호환되지 않습니다.

BA 스레드는 일부 틈새 애플리케이션에서 여전히 일반적입니다. 무빙 코일 미터 및 시계와 같은 특정 유형의 미세 기계에는 제조되는 곳마다 BA 나사산이 있는 경향이 있습니다. BA 크기는 특히 영국에서 제조된 항공기에서도 광범위하게 사용되었습니다. BAS 사이징은 주로 전기 장비 및 케이블 종단을 위한 철도 신호 전달에 여전히 사용됩니다.

BA 나사산은 모델 엔지니어링에서 광범위하게 사용되며, 육각형 헤드 크기가 작을수록 스케일 고정을 쉽게 표현할 수 있습니다. 그 결과, 많은 영국 모델 엔지니어링 공급업체들은 여전히 BA 체결기 재고를 일반적으로 8BA 및 10BA까지 보유하고 있습니다. 5BA는 또한 1/8 로드에 나사산을 넣을 수 있기 때문에 일반적으로 사용됩니다.[54]

통합 스레드 표준

주 기사: 통합 스레드 표준

UTS(Unified Thread Standard)는 미국에서 가장 일반적으로 사용되지만 캐나다 및 기타 국가에서도 광범위하게 사용됩니다. UTS 나사의 크기는 X-Y 형식을 사용하여 설명됩니다. 여기서 X는 공칭 크기(표준 제조 관행에서 나사의 생크를 쉽게 밀어낼 수 있는 구멍 또는 슬롯 크기)이고 Y는 TPI(Threads per inch)입니다. 크기가 1 ⁄4인치 이상인 경우 크기는 분수로 표시되며, 이보다 작은 크기의 경우 0에서 16 사이의 정수가 사용됩니다. 정수 크기는 공식 0.060 + (0.013 × 숫자)를 사용하여 실제 직경으로 변환할 수 있습니다. 예를 들어 #4 나사의 직경은 0.060 + (0.013 × 4) = 0.060 + 0.052 = 0.112인치입니다. "0"보다 작은 나사 크기도 있습니다(0 또는 0이어야 함). 크기는 보통 2개, 3개, 4개라고 하는 00,000, 0000입니다. 대부분의 안경은 00-72(양쪽으로 72) 크기의 나사로 보우를 프레임에 나사로 고정합니다. "ough" 크기의 주 직경을 계산하려면 나사가 0의 수를 세고 이 수에 0.013을 곱하고 0.060에서 뺀다. 예를 들어, 000-72 나사산의 주 직경은 .060 – (3 x .013) = 0.060 – 0.039 = .021인치입니다. 대부분의 크기 나사에는 여러 개의 TPI를 사용할 수 있으며, 가장 일반적인 것은 Unified Cough Thread(UNC 또는 UN) 및 Unified Fine Thread(UNF 또는 UF)로 지정됩니다. 참고: 미국과 캐나다 이외의 국가에서는 오늘날 ISO 메트릭 나사산 시스템이 주로 사용됩니다. 대부분의 다른 나라와 달리 미국과 캐나다는 여전히 통합(Inch) 스레드 시스템을 사용합니다. 그러나 둘 다 ISO 메트릭 시스템으로 넘어갑니다.[citation needed] 미국에서 사용되는 나사산의 약 60%가 여전히 인치 기반인 것으로 추정됩니다.[20]

기계분류

볼트 머리에 찍힌 숫자는 볼트의 강도로 특정 용도에서 사용되는 볼트의 등급을 나타냅니다. 고강도 강철 볼트는 보통 머리에 ISO 강도 등급(속성 등급이라고 함)이 찍힌 육각형 머리를 가지고 있습니다. 그리고 마킹/넘버가 없는 것은 강도가 낮은 저등급 볼트를 나타냅니다. 가장 많이 사용되는 속성 클래스는 5.8, 8.8 및 10.9입니다. 지점 앞의 숫자는 MPa의 최종 인장 강도를 100으로 나눈 값입니다. 점 뒤의 숫자는 최종 인장 강도에 대한 항복 강도의 승수 비율입니다. 예를 들어, 특성 등급 5.8 볼트의 공칭(minimum) 최종 인장 강도는 500MPa이고, 인장 항복 강도는 0.8배 최종 인장 강도 또는 0.8(500)=400MPa입니다.

궁극적인 인장 강도는 볼트가 고장나는 인장 응력입니다. 인장 항복 강도는 볼트의 전체 섹션에 걸쳐 장력이 산출되고 0.2% 오프셋 변형률의 영구 세트(힘을 제거해도 회복되지 않는 길이)를 받는 응력입니다. 증명 강도는 고정 장치의 사용 가능한 강도입니다. 볼트의 장력 테스트는 볼트의 영구적인 세트를 발생시켜서는 안 되며, 계산된 것이 아니라 실제 고정 장치에서 수행해야 합니다.[55] 볼트가 프루프 하중을 초과하여 장력을 받으면 나사산의 항복으로 인해 소성적으로 작용할 수 있으며 영구적인 소성 변형으로 인해 장력 예압이 손실될 수 있습니다. 항복점에 도달하기 전에 체결구를 신장할 때, 체결구는 탄성 영역에서 작동하고, 반면에 항복점을 초과하는 신장은 볼트 재료의 플라스틱 영역에서 작동하는 것을 말합니다. 볼트가 증명 강도를 초과하는 장력으로 하중을 받으면 볼트의 네트 루트 섹션에서 항복은 전체 섹션이 항복하기 시작하여 항복 강도를 초과할 때까지 계속됩니다. 장력이 증가하면 볼트가 궁극적인 강도로 파단됩니다.

마일드 스틸 볼트의 특성 등급은 400MPa의 궁극적인 강도와 0.6*400=240MPa의 항복 강도인 4.6입니다. 고강도 스틸 볼트의 특성 등급은 800MPa의 궁극적인 강도와 0.8*800= 640 MPa 항복 강도 이상입니다.

동일한 유형의 나사 또는 볼트는 다양한 등급의 재료로 만들 수 있습니다. 중요한 고강도 적용의 경우 저등급 볼트가 고장나 손상 또는 부상을 입을 수 있습니다. SAE 표준 볼트에는 독특한 패턴의 마킹이 헤드에 각인되어 볼트의 강도를 검사하고 검증할 수 있습니다.[56] 그러나 표시된 것보다 훨씬 적은 실제 강도로 저가의 위조 패스너를 찾을 수 있습니다. 이러한 열등한 고정 장치는 항공기, 자동차, 대형 트럭 및 유사한 중요한 응용 분야에 사용될 때 생명과 재산에 위험이 됩니다.[57]

볼트와 나사의 차별화

기계 설명서에서는 볼트와 나사의 구별을 다음과 같이 설명합니다.

볼트는 조립 부품의 구멍을 통해 삽입하도록 설계된 외부 나사식 체결구이며, 일반적으로 너트를 조이거나 풀어주기 위한 것입니다. 나사는 조립된 부품의 구멍에 삽입하거나 미리 형성된 내부 나사산과 교합하거나 자체 나사산을 형성할 수 있으며, 머리를 토킹하여 조이거나 해제할 수 있는 외부 나사 체결구입니다. 조립 중에 회전이 방지되고 너트를 회전시켜야 조이거나 해제할 수 있는 외부 나사식 체결구는 볼트입니다(예: 둥근 헤드 볼트, 트랙 볼트, 쟁기 볼트). 나사(screw)는 나사(thread) 형태를 가지는 외부 나사 체결구로서, 여러 피치 길이의 직선 나사산을 가지는 너트와의 조립을 금지하는 나사입니다(예: 나무 나사, 탭 나사).[58]

이 구분은 ASME B18.2.1 및 나사[59][60] 및 볼트에 대한 일부 사전 정의와 일치합니다.[61][62][63]

구 USS 및 SAE 표준은 캡 나사를 머리에 나사산이 있는 고정 장치로 정의하고 볼트를 부분적으로 나사산이 없는 고정 장치로 정의했습니다.[64] 각각 다른 관세가 적용되기 때문에 미국 연방정부는 볼트와 나사의 차이를 공식화하기 위해 노력했습니다.[65]

참고 항목

참고문헌

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서지학

외부 링크

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