내부 나사산 가공에 흔히 사용되는 탭은 모양에 따라 나선형 홈 탭, 경사면 탭, 직선 홈 탭, 파이프 나사산 탭으로 나눌 수 있으며, 사용 환경에 따라 수동 탭과 기계 탭으로 나눌 수 있습니다. 또한 미터법, 미국식, 인치법으로 구분됩니다. 이 모든 종류에 대해 잘 알고 계신가요?
01 탭 분류
(1) 절삭 탭
1) 직선형 플루트 탭: 관통 구멍 및 막힌 구멍 가공에 사용되며, 탭 홈에 철 칩이 남아 있는 경우 가공된 나사산의 품질이 높지 않으며, 회주철 등과 같이 짧은 칩이 발생하는 재료 가공에 더 일반적으로 사용됩니다.
2) 나선형 홈 탭: 깊이가 3D 이하인 막힌 구멍 가공에 사용되며, 철가루가 나선형 홈을 따라 배출되어 나사산 표면 품질이 우수합니다.
10~20° 헬릭스 각도 탭은 2D 이하의 나사산 깊이를 가공할 수 있습니다.
28~40° 헬릭스 각도 탭은 3D 이하의 나사산 깊이를 가공할 수 있습니다.
50° 헬릭스 각도 탭은 3.5D 이하의 나사산 깊이를 가공할 수 있습니다 (특수 작업 조건에서는 4D).
경우에 따라 (단단한 재료, 큰 피치 등) 톱니 끝 강도를 향상시키기 위해 나선형 플루트 탭을 사용하여 관통 구멍을 가공합니다.
3) 나선형 포인트 탭일반적으로 관통 구멍에만 사용되며, 길이 대 직경 비율은 3D~3.5D에 달할 수 있고, 철 칩은 아래쪽으로 배출되며, 절삭 토크가 작고, 가공된 나사산의 표면 품질이 우수합니다. 또한 모서리 각도 탭 또는 정점 탭이라고도 합니다.
절삭 시에는 모든 절삭 부위가 관통되도록 해야 하며, 그렇지 않으면 이빨이 부러질 수 있습니다.
(2) 압출 탭
이 공구는 관통 구멍과 막힌 구멍 가공에 사용할 수 있으며, 톱니 모양은 재료의 소성 변형에 의해 형성되므로 플라스틱 재료 가공에만 사용할 수 있습니다.
주요 특징은 다음과 같습니다.
1) 공작물의 소성 변형을 이용하여 나사산을 가공합니다.
2) 수도꼭지의 단면적이 크고 강도가 높아 쉽게 부러지지 않습니다.
3) 절삭 속도가 탭 절삭 속도보다 빠를 수 있으며, 그에 따라 생산성도 향상됩니다.
4) 냉간 압출 공정으로 인해 가공된 나사산 표면의 기계적 특성이 향상되고, 표면 조도가 높아지며, 나사산 강도, 내마모성 및 내식성이 향상됩니다.
5) 칩이 없는 가공.
단점은 다음과 같습니다.
1) 플라스틱 재료만 가공하는 데 사용할 수 있습니다.
2) 제조 비용이 높습니다.
구조적 형태는 두 가지가 있습니다.
1) 오일 홈이 없는 압출 탭은 막힌 구멍의 수직 가공에만 사용됩니다.
2) 오일 홈이 있는 압출 탭은 모든 작업 조건에 적합하지만, 일반적으로 소형 직경 탭은 제조상의 어려움 때문에 오일 홈을 설계하지 않습니다.
(1) 치수
1) 전체 길이: 작업 조건에 따라 특별히 길이를 늘려야 하는 경우가 있으므로 이에 유의하십시오.
2) 슬롯 길이: 패스업
3) 생크: 현재 일반적으로 사용되는 생크 표준으로는 DIN(371/374/376), ANSI, JIS, ISO 등이 있습니다. 선택 시 탭핑 생크와의 적합성을 고려해야 합니다.
(2) 나사산 부분
1) 정확도: 특정 나사산 표준에 따라 선택됩니다. 미터 나사산 ISO1/2/3 등급은 국가 표준 H1/2/3 등급과 동일하지만, 제조업체의 내부 관리 기준에 주의해야 합니다.
2) 절삭 탭: 탭의 절삭 부분은 고정된 패턴의 일부를 형성합니다. 일반적으로 절삭 탭이 길수록 탭의 수명이 더 좋습니다.
3) 교정 치아: 특히 탭핑 시스템이 불안정한 상태에서 보조 및 교정 역할을 하며, 교정 치아가 많을수록 탭핑 저항이 커집니다.
(3) 칩 플루트
1. 홈 유형: 이는 철가루의 형성 및 배출에 영향을 미치며, 일반적으로 각 제조업체의 내부 비밀입니다.
2. 경사각 및 이완각: 탭의 경사각이 증가하면 탭이 날카로워져 절삭 저항을 크게 줄일 수 있지만, 날끝의 강도와 안정성은 감소하며, 이완각은 이완각이 됩니다.
3. 홈의 개수: 홈의 개수가 늘어나면 절삭날의 개수도 늘어나 탭의 수명을 효과적으로 향상시킬 수 있지만, 칩 제거 공간이 줄어들어 칩 제거에는 불리해집니다.
03 수도꼭지 재질 및 코팅
(1) 수도꼭지의 재질
1) 공구강: 주로 수동식 탭 제작에 사용되었으나 현재는 흔하지 않습니다.
2) 코발트가 없는 고속도강: 현재 M2(W6Mo5Cr4V2, 6542), M3 등과 같이 탭 재료로 널리 사용되고 있으며, 표기 코드는 HSS입니다.
3) 코발트 함유 고속도강: 현재 M35, M42 등과 같이 탭 재료로 널리 사용되며, 표기 코드는 HSS-E입니다.
4) 분말야금 고속도강: 고성능 탭 소재로 사용되며, 위의 두 소재에 비해 성능이 크게 향상되었습니다. 제조사마다 명명 방식이 다르며, 표기 코드는 HSS-E-PM입니다.
5) 초경합금 재료: 일반적으로 초미세 입자와 우수한 인성 등급을 사용하며, 주로 회주철, 고실리콘 알루미늄 등과 같은 단칩 재료를 가공하기 위한 직선형 플루트 탭 제조에 사용됩니다.
탭은 재질에 따라 성능이 크게 좌우되며, 우수한 재질을 선택하면 탭의 구조적 특성을 최적화하여 고효율 및 가혹한 작업 조건에 적합하게 만들 수 있을 뿐 아니라 수명도 연장할 수 있습니다. 현재 대형 탭 제조업체들은 자체 재질 공장이나 재질 배합법을 보유하고 있습니다. 동시에 코발트 자원 및 가격 문제로 인해 코발트가 함유되지 않은 고성능 고속강이 새롭게 개발되고 있습니다.
(2) 수도꼭지 코팅
1) 수증기 산화: 탭을 고온의 수증기에 노출시켜 표면에 산화막을 형성합니다. 이 산화막은 냉각수에 대한 흡착력이 뛰어나 마찰을 줄이고 탭과 가공 재료 사이의 손상을 방지합니다. 연강 가공에 적합합니다.
2) 질화 처리: 탭 표면은 질화 처리되어 표면 경화층을 형성하며, 이는 주철, 주조 알루미늄 및 공구 마모가 심한 기타 재료 가공에 적합합니다.
3) 스팀 + 질화 처리: 위 두 가지 방법의 장점을 결합합니다.
4) TiN: 황금빛 노란색 코팅으로, 코팅 경도와 윤활성이 우수하고 코팅 접착력이 좋아 대부분의 재료 가공에 적합합니다.
5) TiCN: 경도 약 3000HV, 내열성 400°C의 청회색 코팅.
6) TiN+TiCN: 짙은 노란색 코팅으로, 뛰어난 코팅 경도와 윤활성을 가지며 대부분의 재료 가공에 적합합니다.
7) TiAlN: 청회색 코팅, 경도 3300HV, 내열성 최대 900°C, 고속 가공에 사용 가능.
8) CrN: 은회색 코팅, 우수한 윤활 성능, 주로 비철금속 가공에 사용됩니다.
수도꼭지 코팅이 수도꼭지 성능에 미치는 영향은 매우 분명하지만, 현재 대부분의 제조업체와 코팅 제조업체는 특수 코팅 연구를 위해 협력하고 있습니다.
04 탭핑에 영향을 미치는 요소
(1) 탭핑 장비
1) 공작기계: 수직 가공과 수평 가공으로 나눌 수 있습니다. 탭 가공의 경우 수직 가공이 수평 가공보다 유리합니다. 수평 가공 시 외부 냉각을 실시할 경우 냉각이 충분한지 고려해야 합니다.
2) 탭핑 공구 홀더: 탭핑 작업에는 특수 탭핑 공구 홀더를 사용하는 것이 좋습니다. 공작기계가 견고하고 안정적일 경우 동기식 탭핑 공구 홀더가 바람직합니다. 반대로 축/반경 보정 기능이 있는 유연한 탭핑 공구 홀더를 가능한 한 많이 사용해야 합니다. 소구경 탭은 예외입니다.
(2) 가공물
1) 가공물의 재질 및 경도: 가공물 재질의 경도는 균일해야 하며, 일반적으로 HRC42를 초과하는 가공물에는 탭을 사용하여 가공하는 것을 권장하지 않습니다.
2) 탭핑 바닥 구멍: 바닥 구멍 구조, 적절한 드릴 비트 선택, 바닥 구멍 크기 정확도, 바닥 구멍 벽면 품질.
(3) 처리 매개변수
1) 회전 속도: 제시된 회전 속도는 탭의 종류, 재질, 가공 대상 재료 및 경도, 탭핑 장비의 품질 등을 기준으로 결정됩니다.
일반적으로 수도꼭지 제조업체가 제시한 매개변수에 따라 선택되는 속도는 다음과 같은 조건에서 줄여야 합니다.
- 기계 강성 불량; 탭 런아웃이 큼; 냉각 부족;
- 납땜 접합부와 같이 탭핑 영역의 재질이나 경도가 고르지 않은 경우;
- 수도꼭지를 길게 하거나 연장봉을 사용합니다.
- 누워서 사용하는 침대형 디자인에 외부 냉각 기능 추가;
- 수동 조작 (예: 벤치 드릴, 레이디얼 드릴 등)
2) 이송: 강성 탭핑, 이송 = 나사산 피치 1/회전.
유연한 탭핑과 충분한 생크 보상 변수가 있는 경우:
피드 = (0.95-0.98) 피치/회전.
수도꼭지 선택을 위한 5가지 팁
(1) 정밀도 등급이 다른 탭의 공차
선택 기준: 탭의 정밀도 등급은 가공되는 나사산의 정밀도 등급만으로는 선택 및 결정될 수 없습니다.
1) 가공할 공작물의 재질 및 경도;
2) 탭핑 장비(예: 공작기계 조건, 클램핑 공구 홀더, 냉각 링 등)
3) 탭 자체의 정확도 및 제조 오차.
예를 들어, 6H 나사산을 가공할 때, 강철 부품을 가공할 경우에는 6H 정밀 탭을 사용할 수 있습니다. 하지만 회주철을 가공할 때는 탭의 중간 직경 부분이 빨리 마모되고 나사 구멍의 팽창이 작기 때문에 6HX 정밀 탭을 사용하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 탭의 수명이 더 길어집니다.
일본 수도꼭지의 정확도에 대한 참고 사항:
1) OSG 절삭 탭은 ISO 표준과 다른 OH 정밀 시스템을 사용합니다. OH 정밀 시스템은 전체 공차 범위의 폭을 최저 한계값부터 시작하도록 강제하며, 0.02mm 간격으로 OH1, OH2, OH3 등의 정밀 등급을 사용합니다.
2) 압출 탭 OSG는 RH 정밀 시스템을 사용합니다. RH 정밀 시스템은 전체 공차 범위의 폭을 하한값부터 시작하도록 하며, 0.0127mm 단위로 RH1, RH2, RH3 등으로 명명된 정밀도 수준을 사용합니다.
따라서 ISO 정밀 탭을 사용하여 OH 정밀 탭을 대체할 때, 6H가 OH3 또는 OH4 등급과 대략 같다고 단순히 생각해서는 안 됩니다. 변환을 통해 또는 고객의 실제 상황에 따라 판단해야 합니다.
(2) 수도꼭지의 치수
1) 가장 널리 사용되는 규격으로는 DIN, ANSI, ISO, JIS 등이 있습니다.
2) 고객의 다양한 가공 요구사항 또는 기존 조건에 따라 적절한 전체 길이, 날 길이 및 생크 크기를 선택할 수 있습니다.
3) 처리 중 간섭;
(3) 탭 선택을 위한 6가지 기본 요소
1) 가공 나사의 종류 (미터법, 인치법, 미국식 등)
2) 나사산이 있는 바닥 구멍의 종류: 관통 구멍 또는 막힌 구멍;
3) 가공할 공작물의 재질 및 경도;
4) 공작물의 전체 나사산 깊이와 바닥 구멍의 깊이;
5) 가공물 나사산의 요구되는 정밀도;
6) 수도꼭지의 모양 표준
게시 시간: 2022년 7월 20일
