탭핑
탭핑(tapping)은 탭을 이용하여 너트와 같은 암나사를 가공하는 것을 말한다. 탭핑은 수작업도 가능하고 드릴링 머신, 선반, 밀링 머신에서도 가능하다. 수작업은 피지가 작은 나사산을 가공 시에만 사용한다.[1][2]
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개요[편집]
탭핑은 볼트의 체결이 가능하도록 나사산을 만드는 작업이다. 볼트를 체결하기 위해서는 너트와 맞체결이 가능한 나사산이 존재해야 한다. 부품에 나사의 규격에 맞는 암나사(너트)의 역할을 하는 것을 만들 때에는 탭핑 작업을 통해 완성된다. 전장, 기구, 센서 고정하면서 원하는 위치에 홀을 내고 탭을 가공할 수 있다. 탭핑은 드릴 머신(drilling machine)에 탭공구를 부착하여 수행할 수 있고 또는 수가공으로도 할 수 있다. 수가공 시 사용하는 탭 핸들은 탭 결합부에 탭 생크부에 있는 4각 면을 꽂아 넣고 핸들의 한쪽을 돌려서 벗어나지 않도록 잡는다. 탭 핸들은 탭의 크기에 맞는 것을 선택하지 않으면 탭이 부러지거나 손상을 입을 수도 있다. 탭의 종류에는 핸드 탭과 머시닝 탭, 플래닛 탭, 등이 있으며, 우선 가장 일반적으로 구멍에 나사산을 내는 핸드 탭으로 탭 핸들에 체결되어 수작업으로 사용되며, 황삭, 중삭, 정삭의 3개가 1개의 세트로 구성되어 있는 경우가 많다. 머시닝 탭의 경우 탭 전용기 등에 사용하기 위한 탭으로써, 생산 라인의 공구 교체를 위한 시간을 최소화하기 위해 내구성이나 강성이 뛰어난 재질로 되어 있다. 헬리코일 인터트용 탭은 파손된 나사산의 수리 나 연약한 재질의 모재에 분해 조립이 빈번하게 이루어질 것으로 예상되는 곳에 나사 보강재용 코일을 삽입하여 사용한다. 플래닛 탭은 머시닝센터에 장착하여 사용할 경우 피치 값이 같은 어떤 크기의 나사 구멍이나, 오른나사, 왼나사 모두 가공이 가능한 탭을 말한다. 탭 형상의 날을 갖는 측면 절삭 엔드밀과 같은 원리로 원호 절삭과 Z축 동시제어가 가능한 장비에서 사용한다. 탭 가공에서 중요한 것은 가공물과 날이 직각을 이루어야 한다.[3]
탭 가공의 특징[편집]
탭핑은 가장 일반적인 탭 가공이며 미리 열어 놓은 기초 홀에 절삭식 탭을 넣고 가공하는 것으로 나사산을 성형하는 방법이다. 나사 구멍을 파는 경우, 사전에 사용되는 나사에 맞춘 지름의 기초 홀이 뚫린다. 그리고 그 구멍에 맞추어 사용되는 사이즈가 맞는 탭을 사용하여야 한다. 탭의 종류를 잘못 맞추면 나사의 사이즈가 맞지 않게 되므로 공구 선택에는 충분히 주의할 필요가 있다.
탭 가공 공정[편집]
탭 가공 공정은 기본적으로 다음 두 가지로 나누어진다.
- 기초홀 가공 실시 : 탭 가공은 절삭식, 전 구조식 둘 다 기초 홀 가공이 필요하다. 구멍의 크기는 사용한 나사의 크기에 의해서 바뀐다. 큰 구멍을 뚫으면 처음부터 굵은 드릴을 사용하는 것보다 2회 3회로 나누어 조금씩 늘리면 깔끔하게 기초 홀을 뚫을 수 있다. 기초 홀을 뚫을 때의 주의점은 구멍이 제대로 수직으로 되어 있는지 확인해야 하는 것이다. 만약 사선 방향에 구멍을 뚫어 버린 경우 나사 구멍도 기울어지면 경우에 따라서는 탭이 부러질 가능성이 있으므로 주의가 필요하다.
- 기초홀에 탭을 넣는다. 기초 홀이 나면 드디어 탭으로 나사산을 가공한다. 절삭 때에는 절삭유가 필요하다. 용도에 맞은 절삭유를 사용하지 않으면 부스러기로 막혀 가공 부실로 이어지므로 주의하여야 한다. 탭은 제대로 수직으로 뚫도록 한다.[4]
M6 탭 가공 과정[편집]
- 5.2mm 드릴로 직각으로 구멍을 뚫는다.
- 5.2mm 홀에 면취 작업을 한다.
- 제품을 바이스에 물리고, 태핑유를 뿌린다.
- 천천히 탭을 가공한다.[5]
품질에 영향 미치는 요소[편집]
- 가공물 소재와 나사 가공할 홀 유형에 맞는 탭을 선택한다.
- 가공물을 안전하게 클램핑해야 한다. 좌우로 움직이면 탭이 파손되거나 나사 품질이 저하될 수 있다.
- 가공물 소재에 맞는 드릴과 드릴 크기를 선택한다.
- 가공물 소재의 가공 경화가 최소로 유지되도록 한다.
- 올바른 절삭 속도를 선택한다.
- 용도에 맞는 절삭유를 사용한다.
- NC 가공에서는 프로그램에서 선택한 이송값이 올바른지 확인한다. 태핑 척을 사용할 경우 95-97%의 피치가 탭이 자체 피치를 생성하고 탭을 양호한 품질의 토크 제한 탭 척으로 유지할 수 있다. 이렇게 하면 탭이 자유롭게 축 방향 움직여 홀에 직각으로 된다. 또한 막힌 홀에서 우발적으로 바닥에 닿으면 탭이 파손되지 않도록 보호한다.
핸드탭 가공[편집]
탭가공은 기본적으로 규격을 확인해서 기초 홀을 낸 후에 탭핸들에 규격 탭을 장착한 후에 돌려 탭을 낼 수 있다. 핸드탭은 탭 핸들도 있어야 하지만 핸드탭용 탭이 있어야 한다.
탭을 내는 방법 (예)M3 나사용 M3탭 작업[편집]
- 드릴 2.5파이, 센터펀치, 탭 핸들, M3용 핸드탭을 준비한다.
- 홀을 내야하는 곳에 센터펀치를 이용하여 드릴 홀을 내야하는 곳에 위치 표시한다.
- 드릴 2.5파이로 드릴 홀을 가공한다.
- 드릴 홀을 낸 곳에 WD40을 뿌려주고 탭 핸들에 M3 핸드탭을 끼운다.
- 핸드탭을 홀과 탭핸들이 수평이나 수직이 되도록 유지하면 오른쪽으로 회전시키며 탭을 가공한다.
- 탭을 다 낸 후에 탭을 가공물에서 돌려서 뺀다.[6]
기계 탭 가공[편집]
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드릴링 머신[편집]
드릴링 머신은 회전하는 주축에 드릴 및 탭 등의 절삭공구를 장치하고 회전시킴과 동시에 상하 운동을 이용하여 구멍을 뚫거나 나사를 가공하는 기계이다. 보루방 혹은 보르반이라고도 한다. 회전하는 주축에 드릴 등 절삭공구를 장치하고 이것을 회전시킴과 동시에 상하운동을 시켜 공작물에 구멍을 뚫는다. 이 기계로 할 수 있는 중요한 작업은 드릴로 구멍을 뚫는 드릴링, 드릴로 뚫은 구멍을 리머로 정밀하게 다듬질하는 리밍, 구멍을 넓히는 보링, 암나사를 기계 탭으로 절삭하는 나사내기, 구멍에 볼트나 작은 나사를 넣을 경우 머리를 묻히게 하거나 바르게 자리면을 마련하기 위해 더 절삭해 내려가는 스폿페이싱, 카운터싱킹, 카운터보링 등 많은 종류가 있다.
일반적으로 보루방은 탭을 척으로 장착하는 곳이 있으며 가공할 부분을 높낮이 조절을 할 수 있다. 척으로 조이고 풀 수 있는 부분은 총 3개로 구성되어 일반 전동드릴과는 확실히 차이가 있다. 손잡이에 핸들이 3개 달려있는 부분을 돌려서 내리면 척이 내려온다. 보통은 먼저 홀가공을 한 후 탭가공을 한다. 탭을 가공하실 때는 기름을 잘 발라줘야 한다. 기름을 잘 발라주지 않으면 팁이 깨지게 된다. 가공절차는 핸드탭을 가공하는 작업방법과 동일하다.[7]
머시닝 센터[편집]
머시닝 센터의 나사산은 가장 중요한 응용 분야 중 하나다. 실제 가공에서 일반적으로 사용되는 나사 가공 방법과 나사 가공 도구 선택, NC 프로그래밍을 통해 적절한 가공 방법을 선택하여 머시닝 센터의 효율성을 높일 수 있다. 머시닝 센터에서 탭 홀을 탭핑하는 것은 일반적인 가공 방법이며 직경이 작고 홀 위치 정확도가 낮은 나사 홀에 적합하다. 유연한 태핑과 리지드 태핑 두 가지 방법이 있다. 자동차를 비롯하여 각종 부품 가공 등에 있어 탭 가공에서는 가공 시간을 줄이고 공구 수명을 늘린다. 화낙(FANUC)시스템에는 G84라는 탭 사이클(TAP CYCLE)이 있어서 가공을 쉽게 할 수 있다.
- 유연한 태핑 : 직경이 작거나 구멍 위치 정확도가 낮은 나사 구멍에 적합하다. 일반적으로 나사산 하단 구멍 드릴의 직경은 나사산 하단 구멍의 직경 공차의 상한에 가깝기때문에 탭의 가공 허용량을 줄이고 탭의 하중을 줄일 수 있으며 탭 수명을 늘린다. 탭은 유연한 태핑 척에 의해 클램핑되고 태핑 척은 공작 기계의 축 이송 및 스핀들 회전 속도로 인한 이송 오류를 보상하고 정확한 피치를 보장하기 위해 축 방향으로 보정될 수 있다. 유연한 태핑은 복잡한 구조, 높은 비용 및 쉬운 손상의 특성을 가지고있다. 탭을 고정하기 위해 주로 단단한 스프링 헤드를 사용하는 강성 탭핑, 스핀들 피드 및 스핀들 속도는 공작 기계와 일치하며 구조가 비교적 간단하고 가격이 상대적으로 저렴하며 적용 범위가 넓어 효과적으로 줄일 수 있다. 최근에는 머시닝 센터의 성능이 점차 향상되어 나사 가공의 주된 방법 인 머시닝 센터의 기본 구성이 리지드 태핑 기능이 되었다. 가공 재료에 따라 탭을 선택해야 하며 막힌 구멍을 관통 구멍 탭으로 가공하면 나사 가공 깊이를 보장할 수 없다.
- 나사 절삭 커터 탭핑 : 나사 절삭 커터(플래닛 탭)는 큰 구멍 나사산 가공과 가공하기 어려운 나사산 구멍 가공에 나사산 밀링 커터를 사용한다. 나사 절삭 커터는 보통의 탭과 같은 나사부에 리드가 없어 엔드밀과 같이 헬리컬 가공으로 실시한다. 기초구멍의 축에 평행하게 공구를 장착하고 1회의 공축 사이에 1피치분을 축방향으로 보냄으로써 리드가 있는 암나사의 가공을 할 수 있다. 가공 축방향과 축방향의 조합에 따라서는 오른쪽나사, 왼쪽나사나 다운컷, 업컷의 선정이 가능하다. 탭에 의한 태핑 가공은 칩 룸이 좁아 절삭칩 막힘을 일으키기 쉽다. 또한 윤활성이 높은 상태에서 가공할 필요가 있었으므로 불수용성 절삭유제를 사용해야 하고 머시닝센터로 가공하는 경우에는 대부분의 경우 태핑 페이스트나 전용의 윤활제를 사용할 필요가 있다.[8]
- 탭핑기 :탭핑기는 무하중 관절 암(Arm) 구조로 견고하게 제작되었으며 조작이 자유롭고 항상 탭을 수직으로 유지할 수 있어 정확한 탭 작업이 가능하다. 또한 작업 속도 조절, 절삭 깊이 조절, 절삭유 급유, 간단하고 빠른 탭 교환 등의 기능을 갖추고 있어 안전하고 신속한 작업이 가능하므로 높은 생산성이 보장된다. 전기 모터 타입과 공압 타입이 있으며 다양한 모델에 따라 M2∼M36까지 가공 가능하다. 타이거가 사용하는 모터는 신속 교체 감속기(Modules)를 사용할 수 있다.[9]
주의 사항[편집]
- 탭할 때 끝 구멍을 챔퍼해야 한다. 탭은 공작물의 구멍과 동축이어야 한다. 탭이 잘리도록 탭핑 시작 시 축 방향 압력을 가해야 한다. 몇 번 회전하면 축 방향 힘이 필요하지 않는다.
- 탭의 보정 된 부분이 나사 구멍에 들어간다. 반 회전마다 1/4 또는 1/2 회전을 역회전으로 되돌려 칩이 부러진 다음 탭 다운되도록 한다. 막힌 홀을 탭핑할 때 칩 제거를 위해 자주 탭해야 한다.
- 강철 공작물을 두드리는 경우 절삭유를 첨가하여야 한다. 주철 공작물을 두드릴 때 약간의 등유를 추가하고 첫 번째 탭을 사용한 후 두 번째 또는 세 번째 탭을 사용할 때 탭을 나사 구멍을 절삭하여야 한다.
- 나사 가공시 공작물의 끝 부분을 모따기하고 나사 가공의 끝면이 공작물 축에 수직이어야 한다. 축 방향 압력은 스레딩 시작 부분에 적용되어야 하며 회전력은 그에 따라 더 커야 한다.
- 칩을 부러뜨리고 실을 꿰맬 때 배출하려면 탭 자주 돌려야 한다.
- 공작물은 클램프와 고정 장치에 단단히 고정되어야 한다. 파손된 경우 손으로 파손된 부분을 만지지 말고 클램프 나 펀치를 사용하여 제거하고 전선이 파손된 경우 보호용 안경을 착용하여야 한다.[10]
동영상[편집]
각주[편집]
- ↑ 공학나라, 〈탭핑 (tapping)〉, 《티스토리》, 2014-08-28
- ↑ 한국관리기 수원화성, 〈나사산, 탭핑〉, 《네이버 블로그》, 2018-05-29
- ↑ pdcman, 〈Tap 가공의 방법〉, 《4차산업혁명지식서비스》, 2018-03-14
- ↑ KaNonx카논, 〈금속 탭 가공에 대해서 알아보자 특징, 종류, 공정〉, 《티스토리》, 2022-05-04
- ↑ Lucky Factory, 〈태핑내는 방법, 탭내는 방법, 탭 종류〉, 《티스토리》, 2021-04-24
- ↑ Machine Design, 〈탭가공 방법〉, 《티스토리》, 2020-12-09
- ↑ 엠볼트, 〈보루방 홀가공 및 탭가공〉, 《네이버 블로그》, 2018-10-01
- ↑ 〈나사 절삭 커터에 의한 강재의 나사가공〉, 《i-매거진》
- ↑ 김희성 기자, 〈(2017 한국기계전 참가 업체 주력 제품 미리보기) 한국자동화기술, 탭핑기〉, 《헬로티》, 2017-08-09
- ↑ 〈다양한 유형의 나사 탭-종합 가이드〉, heygotools
참고자료[편집]
- 공학나라, 〈탭핑 (tapping)〉, 《티스토리》, 2014-08-28
- 한국관리기 수원화성, 〈나사산, 탭핑〉, 《네이버 블로그》, 2018-05-29
- pdcman, 〈Tap 가공의 방법〉, 《4차산업혁명지식서비스》, 2018-03-14
- KaNonx카논, 〈금속 탭 가공에 대해서 알아보자 특징, 종류, 공정〉, 《티스토리》, 2022-05-04
- Lucky Factory, 〈태핑내는 방법, 탭내는 방법, 탭 종류〉, 《티스토리》, 2021-04-24
- Machine Design, 〈탭가공 방법〉, 《티스토리》, 2020-12-09
- 엠볼트, 〈보루방 홀가공 및 탭가공〉, 《네이버 블로그》, 2018-10-01
- 〈나사 절삭 커터에 의한 강재의 나사가공〉, 《i-매거진》
- 김희성 기자, 〈(2017 한국기계전 참가 업체 주력 제품 미리보기) 한국자동화기술, 탭핑기〉, 《헬로티》, 2017-08-09
- 〈다양한 유형의 나사 탭-종합 가이드〉, heygotools
같이 보기[편집]
