미터인가 인치인가? 피치로는 #10-32와 M5를 가를 수 없습니다

서로 모순되는 두 규칙

첫 번째 규칙은 지름을 보면 안다고 합니다. 인치 나사는 밀리미터로 딱 떨어지지 않는 값이 나오므로 6.35 mm면 1/4인치, 6.00 mm면 M6이라는 것입니다. 두 번째 규칙은 공차와 도금 때문에 지름은 믿을 수 없으니 대신 피치를 재라고 합니다.

두 조언 모두 흔하고, 대개 일반 규칙인 것처럼 전해집니다. 하지만 그렇지 않습니다. 어떤 측정으로 두 후보를 가를 수 있는지는 손에 든 두 후보가 무엇이냐에 전적으로 달려 있으며, 널리 퍼진 규칙이 아예 쓸모없는 흔한 쌍이 적어도 하나 있습니다.

실제로 혼동되는 네 쌍

번호로 부르는 인치 사이즈의 바깥지름은 간단한 공식에서 나옵니다 — 바깥지름은 0.060 in에 번호당 0.013 in를 더한 값이므로 #10은 0.190 in입니다 —. 피치는 인치당 산 수의 역수입니다. 흔히 헷갈리는 네 쌍을 밀리미터로 나란히 놓으면 다음과 같습니다.

셋째 행과 넷째 행을 함께 읽어 보십시오. 같은 두 호칭 사이즈인데, 믿을 수 있는 측정 기구가 뒤바뀝니다. 그래서 현장의 두 경험칙 모두 일반 규칙으로는 살아남지 못합니다.

#10-32와 M5×0.8: 피치 차이 0.006 mm

인치당 32산의 피치는 25.4 ÷ 32 = 0.79375 mm입니다. M5의 미터 굵은 나사산 피치는 0.8 mm입니다. 차이는 한 산당 0.00625 mm입니다.

따라서 정직한 표현은 “피치는 잴 수 없다”보다 범위가 좁습니다. 일반 캘리퍼나 짧은 피치 게이지로는 이 쌍을 판정하기 어렵다는 것입니다. 더 길게 재는 것은 분명 도움이 됩니다 — 양 끝의 오차는 거의 일정한데 거리는 늘어나므로, 더 많은 산에 걸쳐 재면 비율이 실제로 좋아집니다. 한계에 부딪히는 것은 물리가 아니라 측정 기구입니다.

“들어간다”가 증거가 아닌 이유

본능적으로 구멍에 넣어 보게 됩니다. 이것이 가장 오해를 부르는 시험인데, 사람들이 예상하는 이유 때문은 아닙니다. M5 너트에 #10-32 나사를 넣으면 빡빡한 게 아니라 헐겁게 시작합니다. 유효 지름은 4.211–4.287 mm이고 M5-6H 너트는 4.480–4.605 mm이므로, 지름 방향으로 0.19–0.39 mm의 틈이 있습니다. 들어가면서 느낌이 이상하긴 한데, 방향이 반대입니다 — 뻑뻑한 게 아니라 덜렁거립니다.

확실하게 걸리지도 않습니다. 한 산당 0.00625 mm를 누적 리드 오차의 약 1.732배에 해당하는 지름 방향 간섭으로 보면, 걸리기까지 대략 16–36산의 물림이 필요합니다. 일반 M5 너트는 약 3–9산입니다. 그래서 맞지 않는 나사가 짧은 너트는 전혀 걸리지 않고 그대로 통과할 수 있으며, 바로 이 점 때문에 이 시험은 위험합니다. 성공이라고 알려 줄 수 있기 때문입니다. 걸리는 곳은 깊은 탭 구멍입니다.

무언가 손상되는지, 어느 쪽이 손상되는지는 조합에 따라 다릅니다. 경화된 강철 나사를 알루미늄이나 플라스틱 보스에 넣으면 암나사가 위험하고, 무른 나사를 단단한 너트에 넣으면 나사 쪽 나사산을 잃을 수 있습니다. 무리하게 돌리지 않으면 영구적인 손상이 전혀 없을 수도 있습니다. 이 시험이 절대 주지 못하는 것은 명확한 답입니다.

나사 게이지가 제값을 하는 이유도 같습니다. 부품에 하중을 걸지 않고 질문에 답해 주기 때문입니다. 관련 글: 어느 체계인지 알고 난 뒤 사양을 읽는 법.

지름으로도 구제되지 않습니다

피치로 이 쌍을 판정할 수 없다면, 다음 수순은 지름의 0.174 mm 차이에 기대는 것입니다. 그러나 이 숫자는 두 호칭 사이즈 사이의 차이이고, 호칭 사이즈는 실제로 재는 값이 아닙니다.

둘을 실제로 가르는 측정은 유효 지름이며, 최악의 경우에도 0.074 mm 차이가 납니다. 이는 나사 마이크로미터나 삼침법으로 재야 하며, 캘리퍼로 할 일이 아닙니다. 투영기나 공구 현미경도 피치를 직접 읽어 판정할 수 있습니다.

통과/정지 게이지가 가장 깔끔한 답인 데는 이유가 있으며, 그것은 피치에 따로 공차 열이 없는 이유와 같습니다. 피치 편차는 기능 지름에 미치는 영향을 통해 관리되고, 완전 나사산 통과 게이지가 읽는 것이 바로 그 지름입니다. 한 산당 0.00625 mm는 사라지지 않습니다 — 지름으로 다시 나타나고, 거기서 게이지가 잡아낼 수 있습니다. 공차표에 피치 열이 없는 이유를 참고하십시오.

흔한 직관 하나를 바로잡습니다. 이 글이 이전에 실었던 내용도 포함해서입니다. 도금과 공차가 둘 다 차이를 좁히는 것은 아닙니다. 아연은 바깥지름에 약 0.010–0.024 mm를 더해 도금된 #10을 위쪽, 즉 M5 쪽으로 밀어 올립니다. 그러나 수나사 공차는 두 나사 모두 기준 치수에서 아래쪽으로 잡히므로, 범위 하단의 #10은 M5에 가까워지는 게 아니라 멀어집니다. 두 효과는 방향이 다르며, 어차피 도금 부품은 도금 전 치수로 지정합니다 — 공차가 도금 두께만큼 여유를 남겨야 하는 이유를 참고하십시오.

그래서 실제로는 어떻게 하는가

쓸 만한 절차는 측정 하나가 아니라 작업 순서입니다.

1. 먼저 바깥지름을 재서 답이 아니라 후보 목록을 만듭니다. 대부분의 후보를 손쉽게 걸러 냅니다.
2. 그다음 열 산에 걸쳐 피치를 잽니다 — 열 산인 이유는 읽기 오차는 10으로 나뉘고 재려는 양은 10배가 되기 때문입니다.
3. 남은 후보를 캘리퍼로 구분할 수 있기는 한지 확인합니다. 모두가 건너뛰는 단계입니다. #10-32 대 M5×0.8은 구분할 수 없습니다. 피치 차이는 0.006 mm이고 바깥지름 범위는 0.023 mm까지 가까워집니다.
4. 구분할 수 없다면 더 애쓰지 말고 기구를 바꿉니다. 유효 지름은 여전히 0.074 mm 차이가 나므로, 나사 마이크로미터, 삼침법, 투영기, 또는 호칭이 명시된 통과/정지 게이지로 판정할 수 있습니다. 통하지 않는 것은 같은 캘리퍼로 더 신중하게 재는 것입니다.

진짜 답은 작업대 위에 있지 않습니다

넷째 단계에 이르면 질문은 측정의 문제가 아니라 문서의 문제가 됩니다. 나사는 어딘가에서 왔습니다. 도면, 부품표, 공급업체, 자체 사내 규격을 쓰는 나라에서 만든 기계. 그 출처는 어떤 캘리퍼도 할 수 없는 방식으로 모호함을 해소합니다. 부품 자체가 더는 지니고 있지 않은 정보의 유일한 출처이기 때문입니다.

도면에 치수만 적지 말고 나사 호칭을 적어야 하는 이유가 여기에 있으며, 문서화 단계가 존재하는 이유이기도 합니다 — 규격이 끝나고 도면이 시작해야 하는 곳을 참고하십시오. 작업대에서 생기는 식별 문제는 거의 언제나 그보다 앞선 어딘가 상류에서 일어난 문서화 실패입니다.

이 글은 여섯 단계 중 하나에만 해당하지 않습니다. 여러 단계를 아우르거나 조립 후에 나타나는 문제입니다. 관련 결정은 영어 글 Specifying a screw에서 설명합니다.

자주 묻는 질문

#10-32 나사가 정말 M5 너트에 들어갑니까?

들어가며, 빡빡하게가 아니라 헐겁게 시작합니다. #10-32 UNF-2A의 유효 지름은 4.211–4.287 mm이고 M5-6H 너트는 4.480–4.605 mm이므로 지름 방향으로 0.19–0.39 mm의 틈이 남습니다. 확실하게 걸리지도 않습니다. 한 산당 0.00625 mm가 간섭을 일으키려면 대략 16–36산의 물림이 필요한데 일반 M5 너트는 약 3–9산이므로, 나사가 걸리지 않고 그대로 통과할 수 있습니다. 걸리는 곳은 깊은 탭 구멍입니다. 손상 여부와 어느 나사산이 먼저 망가지는지는 두 부품의 상대 경도에 달려 있습니다.

캘리퍼로 0.174 mm를 정말 구분할 수 있습니까?

표시는 할 수 있습니다. 0.174 mm는 디지털 캘리퍼가 표시하는 0.01 mm보다 훨씬 큽니다. 문제는 0.174 mm가 두 호칭 사이즈 사이의 차이이고, 실제 부품은 공차 범위 안에 있다는 점입니다. M5x0.8-6g는 4.826–4.976 mm, #10-32 UNF-2A는 4.651–4.803 mm이므로 규격에 맞는 가장 가까운 쌍은 0.023 mm 차이입니다. 캘리퍼로 판정할 문제가 아닙니다. 유효 지름은 여전히 0.074 mm 차이가 나므로, 캘리퍼를 더 신중하게 읽기보다 나사 마이크로미터를 써야 합니다.

피치를 한 산이 아니라 열 산에 걸쳐 재는 이유는 무엇입니까?

캘리퍼 조를 맞추는 오차는 몇 산에 걸쳐 재든 거의 일정하지만, 재는 거리는 비례해서 늘어나기 때문입니다. 열 산에 걸쳐 재면 한 산당 읽기 오차는 10분의 1이 되고 신호는 10배가 되므로 비율이 실제로 좋아지며, 길이가 늘수록 계속 좋아집니다. 한계를 정하는 것은 이 개선이 아니라 계통 오차, 즉 부품 자체에 허용된 누적 리드 편차입니다. #10-32 UNF-2A 등급에서는 이것이 찾으려는 차이와 같은 크기입니다.

나사 게이지로 판정할 수 있습니까?

피치 게이지는 표의 모든 쌍을 판정하지만 #10-32 대 M5x0.8만은 예외입니다. 손으로 대는 피치 게이지는 비교 도구이며 공표된 단일 맞춤 공차가 없습니다. 그래서 정직하게 말하면, 짧은 날로 한 산당 0.00625 mm 차이를 확인하는 것은 결정적이기 어렵다는 것이지 원리적으로 불가능하다는 것은 아닙니다 — 열 산에 걸치면 조명이 좋고 접촉 길이가 충분할 때 0.0625 mm가 가는 빛 틈으로 보일 수 있습니다. 기록으로 남길 판정이 필요하다면 호칭이 명시된 통과/정지 나사 게이지를 쓰십시오. 치수 하나가 아니라 나사산 형상 전체를 검사합니다.

참고 자료

• ASME B1.1 — Unified Inch Screw Threads (UN, UNR and UNJ Thread Form)
• ISO 261 — ISO general purpose metric screw threads: General plan
• ISO 965-1:2026 — ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 1

호칭 지름과 피치는 이 규격들의 정의에서 계산했습니다. 번호 인치 사이즈의 바깥지름 = 0.060 in + 번호당 0.013 in, 피치 = 25.4 mm ÷ 인치당 산 수, 미터 굵은 나사산 피치는 ISO 261에 따릅니다. M5x0.8-6g, M5-6H, #10-32 UNF-2A의 공차 범위는 해당 등급의 공표된 한계값이며, 걸림 추정은 누적 리드 오차를 그 1.732배에 해당하는 지름 방향 간섭으로 보았습니다.