기계공작법

4 편 절 삭 가 공

(3-11) 나사절삭:(교과서 p.317)

선반에서 ☞ 나사절삭할 때 주축과 lead screw를 gear로 연결하여 가공나사의 pitch에 따라 주축과 lead screw의 회전속도비를 정하면 소정의 나사를 절삭할 수 있다. bite 끝은 나사산의 형상에 맞추어 ☞ 상면경사각이 0°되게 연삭하고, center gauge에 의하여 그림 (A)와 같이 공작물의 중심선과 직각으로 같은 높이에 고정한다. bite를 오른쪽에서 왼쪽을 향하여 절삭함으로써 오른나사 가공이 이뤄지고, ☞ 왼나사절삭에서는 그림 (B)에서 주축대에 있는 역전 lever를 조작하여 bite를 왼쪽에서 오른쪽으로 향하게 한다.
다음 그림은 나사절삭을 위한 공구(bite)의 설치방법 및 주축과 lead screw 간의 변환 gear 열을 보여 준다.

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center gage
center gage 사용법

주축과 lead screw 간의 변환 gear 열
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(B)

나사절삭을 보여준다.
half-nut 닫기, 변환치차 및 나사절삭을 보여준다.

(1) 변환 gear의 계산:

선반의 변환 gear는 inch system에서는 20 ~ 120(5 teeth 차)과 127, meter system에서 20 ~ 64(4 teeth 차)와 72, 80, 127 잇수의 것이 있으나 실제에는 보유한 gear를 사용할 수 있도록 변환 gear를 계산하여 선정하여야 한다. 그림 (a)는 단식변환 gear 열이고 그림 (b)는 복식변환 gear 열이며, 이송역전장치는 회전수에 영향을 주지 않으므로 그림에 표시하지 않았다.

나사절삭기구

가 된다.

예제(1매, 변환 gear 계산)

(2) 나사절삭 방법:

나사에는 산의 형상에 따라 ☞ 3각나사, 4각나사, 제형(梯形)나사 등이 있으나, 이 중에서 가장 많이 사용되는 1줄 3각나사에 대하여 설명한다.
4각나사, 제형나사 등에 대하여는 아래에 pdf-file로 추가 하므로 3각나사절삭법을 기초로 하여 공부하기 바란다.

bite를 공작물의 중심선과 같은 높이에서 center gage를 사용하여 중심선과 직각이 되도록 설치한다.
60°산 나사절삭을 위한 복식공구대를 그림과 같이 30°로 회전시켜 고정함으로써 절삭작용은 주로 bite의 좌측인이 하게 하고 우측인은 나사면을 다듬는 역할을 하게 한다.
나사절삭시 절삭속도는 원통선삭의 1/3 ~ 1/4 정도로 정하며, bite 끝을 가공물의 표면에 가볍게 접촉시킨 상태에서 micrometer collar의 눈금을 0 에 맞추고 set screw를 조인다.
절삭깊이는 복식공구대의 이송나사로 조정하며 나사산의 높이를 h, 복식공구대 이송나사의 이동거리를 , 복식공구대의 회전각을 30°라 하면

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보충(2매, 4각나사, 제형나사, 다중나사의 절삭법)

(3) chasing dial의 사용법:

나사는 1회 절삭으로 완성되는 것이 아니고 같은 홈을 반복 절삭하여야 한다. bite를 같은 홈에 넣을 수 있도록 half nut 닫는 시기를 지시하여 주는 아래 그림과 같은 장치를 chasing dial이라 한다. half nut가 열려 있는 상태에서 lead screw가 회전하면 chasing dial도 회전하나 half nut를 닫으면 chasing dial은 회전하지 않는다. dial 면에는 숫자가 표시된 눈금(1, 2, 3, 4) 4개와 숫자 표시가 없는 눈금 4개가 있다.

chasing dial의 worm gear가 lead screw와 물림(lead screw가 worm의 역할을 함)
☜ chasing dial의 외관

half nut를 열고 bite가 가공물과 물리지 않도록 bite를 후퇴 시킨 후 왕복대의 handle를 돌려 bite를 나사절삭 시작위치에 옮긴 다음 공구대의 handle를 돌려 절삭깊이를 정하고 half nut를 닫아 소정의 나사골 깊이가 얻어질 때까지 나사절삭을 계속하여 갈 때 lead screw(worm)와 공작물의 pitch 관계로 half nut의 닫는 시기에 대하여 설명하고자 한다.
chasing dial에서 worm gear의 잇수는 worm(lead screw가 worm의 역할을 함)의 산수의 정수배(整數倍)로 되어 있어, worm이 4산/in 이면 worm gear는 16산, 24산 등으로 된다.
그림 (a)는 공작물과 worm의 pitch가 같은 경우이고, 그림(b)는 공작물의 산수가 worm 산수의 배수일 때이며, 그림 (a), (b)에서는 half nut를 어느 때 닫아도 bite가 전에 가공한 나사골에 들어간다.
그림 (c)는 worm이 4산/in인데 대하여 공작물이 6산/in로서 worm이 2회전할 때 공작물은 3회전하므로 worm이 2회전할 때마다 잠그면 된다. 그림 (d)는 worm이 4산/in 이고 공작물이 5산/in 인 경우로서 worm의 4회전마다 잠그면 된다.

half nut를 닫는 시기

이상의 원리를 이용하여 가공물의 in당 산수에 따라 half nut의 닫는 시기를 정리한 것이 다음 표이다.

half nut를 닫는 시기

나사절삭할 때 대부분의 작업자는 chasing dial를 보지 않고 half nut를 lead screw에 물린 상태에서 bite를 후퇴시키고 lead screw를 역전시켜 bite를 나사절삭 시작위치에 옮겨 다시 절삭깊이를 주고 반복 가공한다.

다중(多重)나사에서는 lead = pitch×줄수
이므로 공작물의 1줄나사에서 pitch 대신에 lead를 넣어 생각하면 된다.

pitch와 lead의 관계

n중나사를 가공할 때 1줄 나사홈을 가공한 후 중간gear를 분리시키고 주축을 1/n 만큼 회전시킨 다음 중간gear를 연결하거나, 다음 -file과 같이 chasing dial을 이용한다.

보충(1매, From 공작기계도표편람 p.195, 다중나사의 절삭법)

나사절삭의 전과정을 보여준다.
(16.4MB/5분)