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소형 나사 치수: M1–M5 표와 표가 알려 주지 않는 것
표는 바로 아래에 있습니다. M1과 M5 사이의 ISO 우선 선택 및 차선 선택 치수에 대한 보통 나사 피치, 물림 산수, 절삭 나사용 탭 드릴 구멍입니다. 읽을 가치가 있는 부분은 그 아래입니다. 피치는 지름에 비례하지 않습니다. M1에서 M5로 가면 지름은 5배가 되지만 피치는 겨우 3배 남짓입니다. 그래서 같은 “지름의 몇 배” 규칙이 작은 쪽에서는 더 적은 수의 온전한 나사산에 걸립니다. 이는 손상되거나 불완전한 나사산 하나의 대가를 바꾸지만, 나사산 파손 강도는 바꾸지 않습니다. 오히려 작은 나사에 약간 유리하게 나옵니다. 작은 나사를 다르게 거동하게 만드는 것은 숫자 자체가 아니라 이 구분입니다.
무엇을 “마이크로” 나사라고 부르는가
공식적으로는 아무것도 아닙니다. “마이크로”, “미니어처”, “소형”, “정밀”은 모두 업계 용어일 뿐 사양이 아니며, 말하는 사람에 따라 대략 M0.6에서 M2 사이 어딘가를 가리킵니다. 시계 공장과 판금 공장은 작은 것이 어디서 시작되는지 합의하지 못할 것입니다.
그리고 표에 전혀 나타나지 않는 셋째 경우가 있습니다. M1.7은 JIS 치수로, 공급업체는 JCIS 기준 피치 0.35 mm로 표기합니다. M2.2는 ISO나 JIS의 선택 치수 목록 어디에도 없으면서 유통 카탈로그에 등장합니다. 구매 담당자는 둘 다 재고가 있는 것을 보고 흔한 치수라고 여기는데, 그렇게 생각할 만합니다. 그것은 유통업체의 재고이지 선재 공장이 비축한 선재가 아닙니다. 당사는 어느 쪽도 비축하지 않으며, 수량이 선반 위의 릴 하나에서 양산 주문으로 바뀌면 선재와 금형은 ISO 차선 선택 치수와 똑같이 일정을 잡아야 합니다.
그래서 놀라움은 늦게 찾아옵니다. 샘플은 선반에서 사흘 만에 나왔는데, 첫 양산은 6주로 견적이 나옵니다. 재고가 있다는 사실은 유통 경로에 대해 알려 줄 뿐, 그 뒤의 공급망에 대해서는 알려 주지 않습니다.
부품을 특정하는 것은 나사 표시와 머리 규격의 조합입니다. M1.6 × 0.35에 ISO 7045 냄비머리면 하나의 부품이고, “마이크로 나사”는 분류입니다. 검색은 형용사로, 구매는 표시로 하십시오.
M1 아래에서는 치수만이 아니라 공급망이 바뀝니다. 더 작은 나사산도 존재하고 생산되지만, 선재를 인발하는 공장이 줄고, 금형을 보유한 공장이 줄며, 검사는 광학 방식으로 옮겨 갑니다. 양산의 실질적인 하한은 M1.0이고, M1.6과 M2는 비용, 입수성, 납기가 한꺼번에 편해지는 치수입니다.
M1에서 M5까지: 피치, 산수, 탭 드릴 구멍
| 치수 | 보통 피치 | ISO 261 선택 | 1×D 물림 시 산수 | 탭 드릴 구멍(절삭 나사, ≈ D − P) |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 0.25 | 우선 | 4.0 | 0.75 |
| M1.2 | 0.25 | 우선 | 4.8 | 0.95 |
| M1.4 | 0.3 | 차선 | 4.7 | 1.10 |
| M1.6 | 0.35 | 우선 | 4.6 | 1.25 |
| M1.8 | 0.35 | 차선 | 5.1 | 1.45 |
| M2 | 0.4 | 우선 | 5.0 | 1.60 |
| M2.5 | 0.45 | 우선 | 5.6 | 2.05 |
| M3 | 0.5 | 우선 | 6.0 | 2.50 |
| M3.5 | 0.6 | 차선 | 5.8 | 2.90 |
| M4 | 0.7 | 우선 | 5.7 | 3.30 |
| M5 | 0.8 | 우선 | 6.25 | 4.20 |
모든 치수의 단위는 밀리미터입니다. 탭 드릴 구멍 열은 강재에 절삭 나사를 낼 때의 D − P 근사값으로, 출발점일 뿐 사양이 아닙니다. 나사산 성형 나사는 전혀 다른 구멍을 요구하고, 플라스틱과 주물은 또 달라집니다. 이는 지름이 아니라 토크의 문제이며 파일럿 구멍 치수 정하기에서 다룹니다.
산수 열이 흥미로운 이유
그 열을 위에서 아래로 읽으면 패턴이 분명합니다. 같은 1×D 규칙인데 M1에서 4.0산, M5에서 6.25산입니다. 규칙은 바뀌지 않았습니다. 바뀐 것은 피치가 지름보다 느리게 커졌다는 점입니다. ×3.2 대 ×5입니다. 그래서 작은 쪽에서는 같은 공칭 물림 길이가 더 적은 나사산에 나뉩니다.
산수가 적다고 강도가 낮은 것은 아니며, 그 이유는 정확히 짚어 둘 만합니다. 암나사의 기하학적 전단 면적은 0.875 π·d·Le입니다. 산수가 늘면 각 산이 그만큼 좁은 폭을 맡으므로 피치는 약분됩니다. 1×D에서는 0.875 πd²가 되고, 나사 자체의 유효 단면적은 d²보다 약간 빠르게 커집니다. 하나를 다른 하나로 나누면 비율은 M1에서 5.97, M5에서 4.85입니다. 즉 이 기하학으로는 1×D가 작은 쪽에서 오히려 더 보수적입니다. 이 비교는 재료를 고정한 것입니다. 실제로 나사산 파손을 결정하는 것은 전단 면적 곱하기 모재의 전단 강도 대 유효 단면적 곱하기 나사의 인장 강도입니다. 따라서 이 비교가 말하는 것은 같은 재료 조합에서 M1이 M5보다 나쁘지 않다는 것이지, 알루미늄이나 플라스틱에서 1×D로 충분하다는 것이 아닙니다. 그런 재료에서는 충분하지 않은 경우가 많습니다.
실제로 나빠지는 것은 온전한 나사산 개수로 세는 모든 것입니다. 불완전한 입구 나사산, 한 바퀴를 잡아먹는 모따기, 심하게 찍힌 나사산 하나가 M1에서는 물림 길이의 4분의 1, M5에서는 6분의 1을 잃게 합니다. 도금 두께와 형상 오차도 작아지지 않습니다. 이것이 작은 치수의 진짜 문제이며, 어느 것도 산수가 강도의 대리 지표라는 생각에서 나오지 않습니다. 산수는 강도 지표가 아니기 때문입니다.
경험칙은 다시 유도되지 않은 채 작은 치수로 내려옵니다. 1×D라는 수치는 일반 철물 치수에서 강재 나사를 강재에 체결하는 경우에서 나왔습니다. M1.4에 적용하면 M3보다 온전한 나사산이 약 5분의 1 적습니다. 전단 면적이 줄어드는 것이 아니라 잃을 수 있는 개별 나사산이 줄어드는 것입니다. 그리고 규칙을 지켰으므로 공급망의 누구도 알아차리지 못합니다. 대신 무엇을 써야 하는지는 나사산 물림 길이에서 다룹니다.
둘째 결과는 도금에서 나타납니다. 도금 두께 역시 부품 크기에 비례하지 않으므로 같은 몇 마이크로미터가 M5보다 M1.6에서 나사산 여유의 훨씬 큰 몫을 차지합니다. 더 큰 부품에서 베낀 도금 사양이 조립되지 않는 부품으로 바뀌는 경위가 이것입니다. 이 고장 양상은 별도 페이지에서 다룹니다. 도금과 나사산 공차.
그러고 나면 치수표는 설계 문서가 전혀 아니라는 것이 드러납니다
ISO 261은 일반용 미터 나사 계열을 정하고 그 치수를 우선 선택과 차선 선택으로 나눕니다. ISO 262는 그중에서 시판 볼트, 나사, 너트용 치수의 더 좁은 목록을 고릅니다. 이 구분은 견적 단계에서 꼭 알아 둘 만합니다.
- 우선 선택: M1, M1.2, M1.6, M2, M2.5, M3, M4, M5. 선재, 다이, 게이지, 도금 랙이 기본적으로 이 치수에 맞춰져 있습니다
- 차선 선택: 이 범위에서는 M1.4, M1.8, M3.5. 완전히 표준이고 완전히 정당하며 당사도 생산합니다. 다만 금형과 선재는 비축하지 않고 주문합니다
같은 수량이라면 그 차이는 품질이 아니라 납기와 가격으로 나타납니다. 설계가 확정되지 않았고 차선 선택 치수를 뚜렷한 이유 없이 골랐다면, 이웃한 우선 선택 치수로 한 단계 옮기는 것이 대개 프로젝트에서 가장 싼 변경입니다. 이유가 있다면, 그리고 M1.6이 들어가지 않는 곳에 M1.4가 들어가므로 이유가 있는 경우가 많은데, 그때는 계획에 넣어야 할 납기일 뿐입니다. 문제가 되는 것은 도면이 배포된 뒤에 이 구분을 알게 되는 경우입니다.
표가 정하지 않는 것
나사 표시는 나사산을 정합니다. 그 밖에는 아무것도 정하지 않습니다.
| 치수로 정해지지 않는 것 | 실제로 정해지는 곳 |
|---|---|
| 머리 지름과 높이 | 머리 규격: ISO 7045 냄비머리, ISO 7046 접시머리, DIN 84 둥근 납작머리 |
| 드라이브 형식과 깊이 | 드라이브 지정. 이 치수에서는 캠아웃 여부가 여기서 결정됩니다 |
| 나사산 공차 등급 | 6g, 4h 등, 그리고 도금 여유가 이에 미치는 영향 |
| 재질과 표면 처리 | 완전히 별개의 사양 |
두 부품이 같은 나사 표시를 공유하면서도 귀사의 조립품에서는 호환되지 않을 수 있습니다. 지름만이 아니라 표시 전체를 읽는 방법은 나사 사양 읽기에서, 작은 치수에서 드라이브가 생각보다 중요한 이유는 드라이브 홈과 캠아웃에서 다룹니다.
이 글은 2단계: 나사산를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.
자주 묻는 질문
가장 작은 미터 나사 치수는 무엇입니까?
표준 ISO 미터 계열에서 흔히 구할 수 있는 가장 작은 치수는 보통 피치 0.25 mm의 M1입니다. 그보다 작은 나사산도 존재하며 시계와 광학 분야에서 쓰이지만, 일반 공급망을 벗어납니다. 선재를 압연하는 공장이 줄고, 금형을 가진 공장이 줄며, 검사 장비도 다릅니다. 양산에서는 M1.0이 실질적인 하한이고, 비용, 납기, 입수성이 한꺼번에 편해지는 것은 M1.6이나 M2입니다. 당사는 M1.0부터 M5.0까지 양산하며 비표준 치수는 도면에 따라 제작합니다.
작은 나사는 무엇이라고 부릅니까?
표준화된 단일 용어는 없습니다. “마이크로 나사”, “미니어처 나사”, “소형 나사”, “정밀 나사”가 모두 대략 M0.6에서 M2에 쓰이며, 어느 것도 사양이 아닙니다. 부품을 특정하는 것은 앞에 붙은 형용사가 아니라 나사 표시와 머리 규격의 조합입니다. 예를 들어 M1.6 × 0.35에 ISO 7045 냄비머리입니다. 조달할 때는 표시를 쓰고, 검색할 때는 어느 단어를 써도 됩니다.
나사 피치는 나사 지름에 비례합니까?
아닙니다. 작은 치수에 대해 알아 둘 가장 유용한 사실이 이것입니다. M1에서 M5로 가면 지름은 5배가 되지만 보통 피치는 0.25 mm에서 0.8 mm로, 3.2배일 뿐입니다. 물림 규칙은 보통 지름의 배수로 쓰이므로 같은 1×D 규칙이 M1에서는 약 4산, M5에서는 6.25산이 됩니다. 규칙은 그대로인데 확보되는 온전한 나사산 수가 다릅니다. 그렇다고 나사산 파손 강도가 낮아지는 것은 아닙니다. 전단 면적에서 피치가 약분되며, 나사산 전단 면적과 볼트 유효 단면적의 비율은 오히려 M5보다 M1에서 높습니다. 의미하는 바는 불완전한 입구 나사산이나 심하게 손상된 한 바퀴처럼 온전한 나사산 단위로 세는 것이 M1에서는 물림 길이의 4분의 1, M5에서는 6분의 1을 잃게 한다는 점입니다.
우선 선택 치수가 차선 선택 치수보다 견적이 좋은 이유는 무엇입니까?
ISO 261은 치수를 우선 선택과 차선 선택으로 나눕니다. 우선 선택인 M1, M1.2, M1.6, M2, M2.5, M3, M4, M5는 선재 공장, 금형 공급업체, 도금 라인이 기본으로 갖추고 있는 치수입니다. M1.4, M1.8, M3.5 같은 차선 선택 치수도 완전히 정당하며 당사도 생산하지만, 선재, 다이, 게이지를 비축하지 않고 주문하므로 같은 수량에서 납기가 길고 가격이 높게 나타납니다. 설계가 아직 확정되지 않았고 차선 선택 치수를 뚜렷한 이유 없이 골랐다면, 이웃한 우선 선택 치수로 옮기는 것이 대개 가장 싼 변경입니다.
치수표에 머리 치수도 나옵니까?
나오지 않습니다. M2 × 0.4 같은 나사 표시는 나사산만 정하고 그 밖에는 아무것도 정하지 않습니다. 머리 지름, 머리 높이, 드라이브 형식과 깊이는 머리 규격에서 옵니다. ISO 7045 냄비머리, ISO 7046 접시머리, DIN 84 둥근 납작머리 등이며, 같은 M2 나사산이 이 모든 규격에 서로 다른 머리로 나타납니다. 두 부품이 같은 나사 표시를 공유하면서도 귀사의 조립품에서는 호환되지 않을 수 있습니다.
문의
M6 미만을 다루고 계십니까? 바로 당사가 생산하는 범위입니다. 도면을 보내 주시거나, 나사 표시, 머리 규격, 연간 수량만 알려 주십시오. 무엇이 우선 선택이고 무엇에 금형 납기가 따르는지 회신드리며, 설계 변경 없이 이웃 치수로 비용을 줄일 수 있다면 분명히 말씀드리겠습니다.
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