KR20000072416A - 일정 부분이 파괴되는 암나사 절삭가공용 탭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암나사를 절삭 혹은 소성가공하는데 쓰이는 탭(Tap)의 구성에 관한 것으로, 나사내기를 하는 동안에 탭이 파손될 경우, 일정위치에서 일정한 모양으로 파괴되도록 구성하고, 파괴되어 구멍에 박혔을 때 간단한 수공구로 제거할 수 있도록 구성된 탭을 제공하는 것이다.

Description

일정 부분이 파괴되는 암나사 절삭가공용 탭 {A female screw cutting tap of breaking a part}

본 발명은 암나사를 절삭하는데 쓰이는 탭(Tap)의 구성에 관한 것으로, 특히 나사내기를 하는 동안에 탭이 파손될 경우, 일정위치에서 일정한 모양으로 파괴되도록 구성하고, 파괴되어 구멍에 박혔을 때 간단한 수공구로 제거할 수 있도록 구성된 탭에 관한 것이다.

일반적으로 암나사 내기는 탭을 써서 피삭재의 내면에 나사를 형성하는 작업이다.

탭으로써의 나사내기는 탭의 선단에 형성된 비교적 짧은 길이의 물림부를 이용해 절삭이 이루어지는데, 탭이 연속적으로 회전하며 절삭하므로 물림부의 각 요소에 연속적으로 부하가 걸리게 된다. 따라서 마모나 결손이 일어나기 쉽고 이런 상태로 나사내기를 계속하면 파손에 이르게 된다.

나사내기를 완료할 때까지 연속해서 절삭하므로, 전단작용(剪斷作用)이 쉽게 일어나는 특수 피삭재를 제외하고는 대부분 연속 칩(continuous chip)을 발생시키게 되는데 이것 또한, 파괴 현상을 촉진시키는 요소이다. 탭은 일반 절삭공구와는 달리 외형상으로는 칩 배출공간이 풍부해 보이지만, 절삭가공시에는 나사산 높이에 해당하는 부분이 피삭재 속에 묻혀 버리게 되므로 칩 배출구로써의 공간은 현격하게 줄어들게 되어 칩의 배출이 용이하지 못하다는 문제점이 있다.

탭으로 암나사를 가공하는 대부분의 경우, 탭이 정회전하여 나사내기를 한 후 역회전하여 피삭재를 빠져 나와야 나사내기 과정이 완전히 끝나게 되므로, 나사내기(정회전)를 완료하고 역회전이 시작되는 순간에 탭은 갑작스런 역토오크를 받게 되어 파손으로 유도되는 경우가 많다. 강인한 피삭재의 막힌 구멍에 나사내기를 하는 경우는 이런 현상이 두드러진다. 이는 나사내기를 완료하는 순간에 생성된 칩이 떨어지지 않고 모재(母材) 즉 피삭재에 붙어 있는 상태에서 탭이 역회전하면서 그 칩을 타고 넘기 때문에 순간적으로 큰 역토오크를 발생시키게 되고 탭과 피삭재 역시 같은 순간에 진동과 충격을 받게 되어 탭에 파손이 발생하게 되는 것이다(도 3A 및 3B). 상기와 같이 탭의 몸체가 파손되면 몸체 일부 혹은 전부가 피삭재 속에 박혀 버리는 경우가 발생하고 이를 피삭재에서 제거하기 위하여 탭을 용융시키는 방법을 이용할 수 있으나, 이는 피삭재의 재질과 형상이 변하게 되어 완전한 제품을 생산할 수 없는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 암나사 내기(Tapping)중에 급격한 토오크 증가등 제요인에 의하여 탭이 파손되는 경우, 정해진 일정 위치에서 파괴되도록 유도하여 피삭재가 폐기되는 경우를 방지하는데 그 목적이 있다.

탭은 정회전과 역회전의 작동에 관계없이 탭에 토오크가 정도 이상으로 크면 파손되므로, 그럴 경우 일정한 부위만 파손되도록 유도하기 위해서 상기 일정한 부위의 강도가 다른 부분보다 약하게 할 필요가 있다. 일정한 부위를 강도가 낮게 구성하여 토오크 혹은 이상(異狀) 하중이 작용할 때 제일 먼저 파괴되도록 구성한다.

일단 파손 유도지역이 파손되면 파손되어 암나사에서 빠져 나오지 못한 탭을 피삭재를 변형시키지 않고 제거할 수 있도록 파손 유도지역이 파손되면서 그 단부가 임의 공구를 결합할 수 있는 4각을 형성토록 한다.

도 1은 종래의 탭의 구성도

도 2의 A는 탭의 나사부 단면도

도 2의 B는 탭의 작업 단면도

도 3의 A는 탭의 정회전 작업도

도 3의 B는 탭의 역회전 작업도.

도 4는 탭의 작업중 토오크의 변화도

도 5는 본 발명의 구성도

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

11 : 자루부 22 : 사각부(a,b)

33 : 새김눈 44 : 나사부

55 : 홈 66 : 나사산

77 : 물림부 88 : 칩(Chip)

99 : 피삭재

이하 첨부된 도면과 실시 예를 들어 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 피삭재(99)를 절삭해내는 물림부(77)와 물림부를 안내하는 나사부(44)와 물림부(77)에서 발생하는 칩(88)을 배출시키는 홈(55)과 상기 물림부(77) 및 나사부(44)를 지지하는 자루부(11)와 탭을 동력원에 결합시키는 4각부(22a)로 형성되는 탭의 구성에서 상기 나사부(44)와 자루부(11) 사이에 자루부(11)의 외경보다 작은 외경이 되도록 도 5에 도시된 것과 같은 일정한 깊이로 형성된 새김눈(33)과 상기 새김눈(33)에서 나사부(44) 방향으로, 4각부(22a)와 같은 4각부(22b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 절삭가공용 탭의 외형을 도시하고자 한 것이고, 도 2의 A는 탭의 나사부 단면을 도시한 것이며, 도 2의 B는 절삭 가공시 탭의 나사산이 피삭재의 나사산에 묻힌 정도를 도시하고자 한 것이고, 도 3의 A는 탭의 정회전 상태를 도시한 것이고, 도 3의 B는 탭의 역회전 상태를 도시한 것이다.

도 4는 탭의 작업시 작업상태에 따라 토오크의 변화를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 탭을 도시한 것이다.

탭의 구성에 있어서, 동력이 작용했을 때 전동효율 및 이송 정밀도를 높이기 위하여 그 후부는 4각부(22b)로 형성되었고 그 전방으로 파지력을 확보하도록 일정한 길이의 자루부(11)가 형성되며, 자루부(11)의 전방에는 일정한 간격의 새김눈(33)이 환상으로 형성되고 그 깊이는 도 5에 도시된 것과 같이 자루부(11)의 외경보다 작은 외경으로 형성된다.

상기 새김눈(33)의 전방에는 탭의 후부에 형성된 4각부(22a)와 같은 크기를 갖는 4각부(22b)가 형성된다.

4각부(22b) 전방에는 칩(88)이 배출되도록 형성된 홈(55)이 형성되며 홈(55)의 전방에는 도 1에 도시된 것과 같이 피삭재(99)를 탭핑하기 위하여 나사에 나사산(66)이 형성되고 탭의 최전방에는 피삭재(99)를 절삭하기 위한 물림부(77)가 형성된다.

전동력을 가지는 기계의 주축에 탭의 후미 4각부(22a)를 결합하고 피삭재(99)를 절삭할 때 제일 먼저 탭의 물림부(77)가 고정된 피삭재(99)에 접촉하면서 피삭재(99)를 절삭하기 시작한다.

상기와 같이 탭은 피삭재(99)를 향해 나사부에 만들어진 피치와 같게 이송되면서 절삭하게 된다. 피삭재를 절삭할 때 탭에는 이의 회전 방향과 반대 방향으로 토오크가 작용하게 된다. 상기 토오크는 탭의 물림부(77)가 피삭재(99)와 접촉할때부터 발생하기 시작하여 물림부(77)의 끝점까지 점차 증가해 간다. 나사부(44)가 구멍에 진입하면 토오크의 증가율은 둔해지고 탭의 나사부와 피삭재 내벽과의 마찰력만큼만 증가하게 됨을 도 4에서 알 수 있다.

상기와 같이 정회전으로 장시간 절삭이 끝 난 후 탭이 피삭재(99)를 빠져 나오기 위하여 역회전을 시작하는 순간에 미처 배출되지 못한 칩(88)이 탭의 후진을 방해하게 되고 어떤 경우에는 칩(88)이 탭과 피삭재(99) 사이에 끼이게 되는 현상이 발생하게 된다.

상기와 같은 현상이 일어나면 탭에 급격한 역토오크가 발생하여 탭의 어느 지점이 파손된다.

상기와 같이 탭의 어느 부분이 파손되어 특히 피삭재(99)의 내부 부분에서 탭의 파단면이 형성된 경우에는 그 제거가 용이하지 않으므로 본 발명은 절삭시 피삭재 외부에 있을 탭의 어느 일정한 부분이 다른 부분보다 낮은 강도를 갖도록, 탭의 자루부(11)에 새김눈(33)을 형성하여 토오크가 일정한 값에 이르게 되면 파손되도록 구성한다.

상기와 같이 탭이 파손되어 그 일부가 피삭재(99)의 내경에 결합되어 있을 경우 이를 용이하게 제거하기 위하여 파손된 부분에 4각형의 4각부(22b)를 도 5에 도시된 것과 같이 형성하여 임의의 공구를 사용하여 쉽게 제거할 수 있도록 구성된 것이다.

본 발명에 의한 탭은 일정한 부위에 강도를 약하게하여 형성되므로 종래의 탭에 비교하여 파손이 흔하게 발생할 수 있으나, 항상 피삭재 밖에서 파단되도록 구성하였으므로 일반공구를 이용하여 피삭재에 묻힌 탭의 파편을 용이하게 제거하여 마무리 단계인 피삭재의 폐기를 방지함으로써 경제적인 생산이 가능해 지는 것이다.

Claims (2)

1. 정해진 위치에서 파손이 일어나도록 임의의 위치에 새김눈(33)을 만들어서 파손을 유도하는 '절삭 가공용' 및 '소성 가공용' 탭.
2. 사용중인 공구가 파손될 경우에 대비하여, 피삭재(99)로부터의 제거를 용이하게 할 목적으로 임의의 위치에 사각 혹은 유사한 형상의 '공구자리'(22b)가 만들어진 탭