파일럿 구멍 크기: 나사 지름이 정하지 않습니다

누구나 숫자 하나를 기대하며, 그럴 만합니다

도면의 다른 치수는 모두 공차가 붙은 숫자입니다. 나사에 어떤 구멍이 필요하냐고 물으면 같은 형태의 답을 기대하게 됩니다. 값 하나, 어쩌면 플러스마이너스가 붙은 값입니다.

표가 그 기대를 부추깁니다. 어느 탭 드릴 표를 펼쳐도 크기마다 숫자 하나가, 나사산 피치만큼이나 망설임 없이 인쇄되어 있습니다. 그래서 공급업체가 “경우에 따라 다릅니다”라고 답하면 질문을 피하는 것처럼 들립니다.

그럼 구멍 크기를 찾아보면 — 올바른 값이 하나가 아닙니다

양쪽 끝 모두 실패하며, 실패하는 방식이 다릅니다.

창을 움직이는 것

• 나사산을 만드는 방식. 절삭식과 성형식은 필요한 구멍이 다르며, 성형식의 창이 뚜렷하게 더 좁습니다
• 모재. 강철, 알루미늄, 주물, 각종 플라스틱은 항복과 유동 거동이 달라 숫자를 서로 옮겨 쓸 수 없습니다
• 두께(또는 보스 벽). 같은 구멍이라도 얇은 재료와 두꺼운 재료에서 물리는 나사산 수가 다릅니다
• 구멍을 만드는 방식. 펀칭, 드릴링, 주조 구멍은 벽면 상태와 실제 지름의 분포가 다릅니다
• 도금. 구멍 안쪽의 도금은 유효 지름을 줄이고, 나사 쪽의 도금은 마찰을 바꿉니다 (작은 크기에서 도금 여유의 문제)

목재는 공개된 규칙이 실제로 모재를 지목하는 유일한 경우이며, 대부분의 표가 쓰지 않는 지름을 기준으로 하기 때문에 자세히 읽을 가치가 있습니다. Wood Handbook은 리드 구멍을 침엽수에서 골지름의 약 70퍼센트, 활엽수에서 약 90퍼센트로 두고, 래그 스크루에는 몸통 지름을 기준으로 한 다른 백분율을 제시합니다. 백분율이 어느 지름에 걸리는지가 백분율 자체보다 구멍을 더 크게 움직입니다.

지름이 아니라 토크를 재십시오

구멍은 수단일 뿐입니다. 실제로 관리하는 대상은 두 가지 토크입니다.

• 체결 토크 — 나사를 자리까지 넣는 데 드는 토크
• 나사산 파손 토크 — 암나사가 무너지는 토크

둘 사이의 간격이 공정 창입니다. 간격이 넓으면 라인의 토크 설정이 변동을 견디고, 좁으면 구멍 크기나 드라이버 정확도가 조금만 움직여도 바닥 아래나 천장 위로 벗어납니다.

작은 크기에서 관리가 더 어려운 이유

부품이 작아져도 구멍의 절대 공차는 함께 줄지 않습니다 — 펀칭과 드릴링의 편차는 같은 범위에 머무는 반면 쓸 수 있는 창은 좁아집니다. 동시에 나사의 비틀림 강도는 지름에 따라 가파르게 떨어지므로 천장이 체결 토크에 더 가까워집니다.

같은 이유로 이 크기 범위에서는 그대로 옮겨 쓸 수 있는 규격 문구가 점점 줄어듭니다. 지그, 방법, 합격 기준은 대개 당사자 간에 합의해야 합니다.

출시 전에 정해 둘 네 가지

• 권장 구멍과 그 공차, 그리고 그것이 어떤 재료에서 정해졌는지
• 그 재료, 그 두께에서의 체결 토크와 나사산 파손 토크
• 구멍의 가공 방식과 실제 지름 분포 — 도면의 호칭값이 아니라
• 도금이 구멍 쪽인지 나사 쪽인지, 그리고 두께

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.