볼트의 다섯 피치는 나사부도 원통부도 아닙니다

해당 문서는 ISO 4014:2022, Fasteners, Hexagon head bolts, product grades A and B의 다섯 번째 판으로, M1.6부터 M64까지 미터 보통 나사의 강재와 스테인리스 제품을 다룹니다. 부분 나사 육각 볼트에 관한 규격이며, 전체 나사 제품은 별도 규격이 있습니다. 그것이 왜 중요한지는 이 페이지 아래쪽에서 드러납니다.

첫 번째 뺄셈은 선택이 아니라 표입니다

나사부 길이 b는 설계자가 아니라 지름이 정하며, 호칭 길이 125 mm까지는 규격이 다음과 같이 표로 제시합니다.

구간이 두 개 더 있습니다. 호칭 길이 125~200 mm에는 더 긴 나사부, 200 초과에는 그보다 더 긴 나사부가 적용됩니다. 따라서 대부분의 사람이 다루는 범위 전체에서 b는 길이에 따라 전혀 변하지 않습니다. 125 mm 이하에서 볼트를 1 mm 늘리면 그립이 그대로 1 mm 늘어나며, 도면이 가진 수단은 이것뿐입니다. (판독 가능한 크기에 대해 우리가 직접 확인한 결과, 이 값들은 M2부터 M24까지 정확히 2d + 6이고 두 번째 구간은 2d + 12입니다.)

두 번째 뺄셈이 사람들을 놀라게 합니다

호칭 길이 50 mm의 M12를 예로 들겠습니다. 나사부 길이가 30이므로 최대 그립은 20입니다. 대부분은 여기서 멈추고 20 mm를 쓸 수 있는 원통부로 봅니다. 규격은 그렇지 않습니다. 최소 원통부는 그립에서 다섯 피치를 뺀 값이고, M12 보통 나사의 피치는 1.75이므로 다섯 피치는 8.75, 원통부는 11.25 mm입니다.

이 수치는 우리가 계산한 값이 아닙니다. 표에 인쇄되어 있으며, 우리 계산은 그것을 재현할 뿐입니다. 관계식을 제대로 읽었는지 이렇게 확인했습니다.

마지막 열을 세 번째 열과 비교해 보십시오. M12 × 50에서는 그립의 거의 절반이 온전한 지름을 보장받지 못합니다. M10 × 45에서는 5분의 2에 가깝습니다. 다섯 피치는 지름별로 일정하므로 볼트가 길어져도 이 차이의 절대값은 줄지 않지만, 비율은 작아집니다. 바로 그 때문에 긴 볼트는 쓸 수 있는 원통부를 얻고 짧은 볼트는 얻지 못합니다.

과하게 해석하기 쉬운 점이 하나 있어 주의가 필요합니다. 규격은 관계식과 수치를 제시할 뿐, 볼트 끝의 불완전 나사부가 물리적으로 다섯 피치라고 말하지 않습니다. 규격이 말하는 것은 믿고 계산할 수 있는 원통부가 그립보다 다섯 피치 짧다는 것입니다. 이를 형상의 묘사가 아니라 보장으로 받아들이십시오.

이 구분을 지킬 가치가 있다는 것을 보여 주는 두 번째 수치가 있습니다. 다른 규격은 볼트 끝의 불완전 나사부를 다섯이 아니라 두 피치로 제한하는데, 이는 별도 문서의 별도 규정이며 이 규격에서 도출할 수 없습니다.

그리고 일정 길이 아래에서는 그 부품이 사라집니다

그 표에서 가장 쓸모 있는 것은 숫자가 아니라 문장입니다. 짧은 길이 쪽 구석, 큰 지름의 열이 있어야 할 자리에 규격은 ISO 4017에 규정된 전체 나사 볼트라고 인쇄해 두었습니다. 이 문서에는 40 mm짜리 부분 나사 M12가 없습니다. 열은 시작하는 곳에서 시작합니다. 우리가 읽은 블록에서는 M8이 40, M10이 45, M12가 50부터입니다.

그러니 짧은 부분 나사 볼트를 주문하면 어떻게 되느냐는 질문에는 답이 있고, 그 답은 원통부가 조금 붙은 볼트를 받는다는 것이 아닙니다. 규격이 다른 규격의, 원통부가 전혀 없는 다른 부품을 건넨다는 것입니다. 구매자가 이를 알아차리느냐는 전적으로 도면이 어느 쪽을 원하는지 적었느냐에 달려 있습니다.

전단 논쟁에서 빠진 수치가 바로 이것입니다

이 사이트는 전단면에 놓인 나사부의 설계 측면을 이미 다루었습니다. 두 이음 방식은 서로 바꿔 쓸 수 없고, 체결 부품이 전단을 받는 경우 나사가 없는 원통부를 전단면에 두면 단면이 더 크고 나사 골도 없으므로, 설계 기준은 두 경우에 서로 다른 허용값을 줍니다. 그 페이지는 원통부 길이가 남는 대로 정해지는 것이 아니라 의도해서 정하는 치수라는 말로 끝납니다. 그 페이지가 말한 치수가 바로 이것이며, 이제 그 값이 생겼습니다.

두 가지를 합치면 설계 단계가 구체적이 됩니다. 부품으로부터 그립을 정합니다. 그 지름의 나사부 길이를 더합니다. 그리고 원통부가 전단면을 가로질러야 한다면 다섯 피치를 더 얹습니다. 규격이 이미 그만큼 뺐기 때문입니다. 세 번째 단계를 건너뛰면 나사 끝부분이 하필 단면이 있어야 할 자리에 놓인 이음부가 만들어집니다.

이 중 어느 것도 원래 글타래와 다투지 않습니다. 하중이 정말 순수 전단이라면 핀을 쓰라는 답변이 더 나은 공학이며, 이 사이트는 어떤 핀 규격이 전단 값을 제시하고 어떤 규격이 제시하지 않는지, 그리고 그 핀에 필요한 구멍에 대해 썼습니다. 여기서 말하려는 것은 더 좁습니다. 답이 볼트라면, 볼트 가운데 실제로 핀 역할을 하는 길이는 찾아볼 수 있는 수치이며, 그런데도 거의 아무도 찾아보지 않는다는 것입니다.

도면에 길이를 적기 전에 정할 네 가지

• 전단면에 놓일 것은 나사부입니까, 원통부입니까? 허용값이 달라지는 설계 결정이지 사소한 세부 사항이 아닙니다
• 다섯 피치를 더했습니까? 원통부가 일을 해야 한다면 그립에 나사부 길이를 더한 것만으로는 부족합니다
• 길이가 구간 안에 있습니까? 나사부 길이는 호칭 길이 125와 200 mm에서 단계적으로 바뀌며, 단계를 넘는 길이는 그 아래보다 긴 나사부를 갖게 됩니다
• 도면에 부분 나사라고 적었습니까? 목록의 최단 길이보다 짧으면 규격은 전체 나사 부품을 가리키며, 그 부품에는 따질 원통부가 없습니다

괄호 친 항목은 이 계열의 표에서 흔한 관행입니다. 미터 나사의 일반 계획도 일부 피치를 같은 방식으로 표시하며, 보통 나사와 가는 나사에 품질 개념이 없다는 내용도 같은 조항에 있습니다.

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

부분 나사 볼트에는 실제로 원통부가 얼마나 있습니까?

볼트 길이에서 나사부 길이를 뺀 것보다 짧습니다. ISO 4014는 두 관계식을 제시합니다. 최대 그립 길이는 호칭 길이에서 나사부 길이를 뺀 값이고, 최소 원통부 길이는 그 그립에서 다섯 피치를 뺀 값입니다. 50 mm M12의 나사부 길이는 30이므로 그립은 20 mm이고, 표에 실린 최소 원통부는 11.25 mm입니다. 같은 표는 M8 × 40에 11.75 mm, M10 × 45에 11.5 mm를 제시합니다.

왜 다섯 피치입니까?

규격이 그만큼 빼기 때문이며, 규격은 설명이 아니라 관계식을 인쇄합니다. 전조 나사 끝의 전이 구간은 깔끔한 단차가 아니므로 그립의 마지막 부분에서는 온전한 지름이 보장되지 않습니다. 규격은 형상이 아니라 계산을 제시하므로, 다섯 피치를 불완전 나사부의 측정값이 아니라 주어진 보장으로 읽으십시오.

볼트의 나사부 길이를 선택할 수 있습니까?

이 규격으로는 안 됩니다. 나사부 길이 b는 지름이 정하며, 호칭 길이 125 mm까지는 길이에 따라 전혀 변하지 않습니다. M8은 22 mm, M10은 26, M12는 30, M16은 38입니다. 더 긴 구간이 두 개 있는데, 125 mm 초과와 200 mm 초과입니다. 따라서 대부분의 작업이 속하는 범위에서 원통부를 늘리는 유일한 방법은 더 긴 볼트이고, 늘린 길이 1 mm가 그대로 그립 1 mm가 됩니다.

짧은 부분 나사 볼트를 주문하면 어떻게 됩니까?

규격이 더 이상 그런 제품을 제시하지 않습니다. 치수표의 짧은 길이 쪽 구석에는 전체 나사 볼트가 별도 규격인 ISO 4017에 규정되어 있다고 적혀 있습니다. 우리가 읽은 블록에서 열은 M8이 40 mm, M10이 45, M12가 50부터 시작합니다. 그보다 짧으면 원통부가 전혀 없는 다른 부품을 받게 되며, 도면이 전단면의 원통부에 의존하면서 그 점을 적지 않았다면 문제가 됩니다.

순수 전단을 받는 볼트에는 무엇이 달라집니까?

볼트가 하는 일이 아니라 지정해야 할 내용이 달라집니다. 나사부와 원통부 중 무엇이 전단면을 지나느냐는 기준마다 달리 다루는 설계 결정이며, 이 페이지는 빠져 있던 수치, 즉 원통부가 실제로 어디까지 닿는지를 제공합니다. 원통부가 전단면을 가로질러야 한다면 길이는 그립, 나사부 길이, 그리고 그 위에 다섯 피치까지 덮어야 합니다. 하중이 정말 순수 전단이라면 핀이 더 나은 부품일 수 있지만, 그것은 별도 규격이 있는 별개의 문제입니다.

나사부 길이 공식은 2d 더하기 6입니까?

표의 값은 M2부터 M24까지 판독 가능한 모든 크기에서 정확히 그와 일치하며, 두 번째 구간은 2d 더하기 12와 일치합니다. 이는 공개된 표에 대한 우리의 계산이지 규격이 이 문서에 인쇄한 공식이 아니며, 가장 작은 M1.6은 식으로는 9.2이지만 표에는 9로 실려 있습니다. 제품이 충족해야 하는 것은 표이므로 식이 아니라 표를 쓰십시오.

참고 자료

• ISO 4014:2022 — Fasteners, hexagon head bolts, product grades A and B. 1절, 4절, 치수표. 나사부 길이, 두 길이 관계식, 표에 실린 최소 원통부와 최대 그립
• r/AskEngineers — 이 글의 출발점이 된 글타래, 순수 전단 하중 볼트의 나사산 물림 길이

ISO 4014:2022는 공개 미리보기로 읽었습니다. 두 관계식, 나사부 길이, 표에 실린 최소 원통부와 최대 그립 수치는 그 문서의 것이며, 우리 계산은 공개된 표와 공개된 관계식이 일치함을 보이기 위해서만 제시했습니다. 우리가 가진 사본에서 길이 표의 두 행이 어긋나 있어 인용하지 않았습니다. 표가 가리키는 전체 나사 규격 ISO 4017의 치수는 하나도 제시하지 않았고, 이 규격이 호칭 길이와 나사부 길이의 출처로 지목하는 ISO 888의 치수도 제시하지 않았습니다. 나중에 추가한 정정: 그 뒤 폐지된 ISO 888 초판을 전부 읽었으며, 별도 페이지에서 다룹니다. 이 페이지는 ISO 4014에 관한 것이므로 거기서 가져온 수치는 쓰지 않았습니다. 다섯 피치는 불완전 나사부의 측정값이 아니라 규격이 빼는 값으로 설명했습니다. 문서가 형상이 아니라 계산을 제시하기 때문입니다. 전단면의 나사부에 대한 설계상의 취급, 즉 기준이 두 경우에 주는 서로 다른 허용값은 앞선 페이지에 있으며 여기서 되풀이하지 않습니다. 숄더 볼트나 핀에 대한 수치는 제시하지 않으며, 이 페이지는 원래 글타래의 상황에 맞는 부품을 권장하지 않습니다.