열 박음의 원리와 공차, 계산 방법 주의 사항을 해설

열 박음의 원리와 공차,  계산 방법 주의 사항을 해설

열 박음이란 홀에 축을 박기 위한 방법을 말합니다.

홀을 가진 부품을 가열 팽창시키고 축을 덮어 씌웁니다.

 

열 박음과 비슷한 기법으로서 "냉각 박음"도 있지만,

이쪽은 축 부품을 식혀서 축경을 줄이는 방법입니다.

이번은 열 박음에 대한 원리나 장단점, 주의점 등을 해설하고 있습니다.

 

열 박음의 원리와 방법

열 박음은 홀을 가진 부품을 가열/팽창시키면서 축을 덮어 씌워 진행합니다.

축을 박은 뒤에 냉각시킴으로 부품들이 고착됩니다.

열 박음한 부품은 단단히 고정되는 만큼 손상시키지 않는 한 기본적으로 분해할 수 없습니다.

용도는 샤프트와 기어 같은 회전체 부품이 대표적입니다.

 

 

 

열 박음은 구멍 지름이 축경보다 작은 "닫힘 맞춤"의 경우에 적용합니다.

닫힘 맞춤이란 구멍의 최소 허용 치수보다 축의 최대 허용 치수가 큰 상태를 의미합니다.

 

축경과 구멍 지름의 차이에 대해서는 "마무리"라고 부릅니다.

또 열 박음처럼 닫힘 맞춤에 해당하는 "냉각 박음"도 있습니다.

냉각 박음은 축 부품을 드라이 아이스 등으로 냉각되고 수축시킨 곳에

홀이 있는 부품을 박아넣어 고착시키는 시스템을 말합니다.

 

열 박음의 장점과 단점

장점

열 박음의 장점은 비교적 쉽게 강한 접착력을 얻을 수 있는 점과

심플한 구조에서도 부품들을 고착할 수 있는 점에 있습니다.

예를 들면 머시닝 센터 등에서 사용 절삭 공구로는 열 박음 홀더를 채용하는 경우가 있습니다.

열 박음 홀더는 공구의 움직임을 없애기 위한 정밀한 처킹을 할 목적으로 채용되었습니다.

 

또, 콜릿 척처럼 구성 부품이 많지 않아 강성과 유지 보수성도 양호합니다.

 

공구를 높은 파주력으로 잡으므로 절삭 공구의 초장량도 짧게 할 수 있다는 특징도 있습니다.

 

 

2021.10.06 - 콜렛 척이란? 구조와 원리 및 재질에 대해서

콜렛 척이란? 구조와 원리 및 재질에 대해서

단점

열 박음의 단점은 한번 2개의 부품을 고착하면 풀기가 어려운 것입니다.

 

열 박음은 축의 부품을 식히고 구멍이 있는 부품을 달굴 필요가 있습니다.

그러나 부품끼리 연결되기 때문에 한쪽 부품만 팽창·수축시키는 것이 어려워집니다.

그러나 열 박음 홀더는 홀더의 재질과 공구의 열 팽창율이 다르므로, 가열에서 별도로 진행 되고 있습니다.

 

열 박음 공차와 마무리의 계산

열 박음은,[JIS B 0401-1:2016] 에 의하면 홀 기준은 맞춤 공차,

축 기준은 맞춤 공차 중 의 하나에서 맞춤 공차를 결정합니다.

 

맞춤 공차는 경제성에 근거한 선택을 합니다.

 

JIS규격에서는 구멍 기준의 맞춤 공차는 일반적인 사용에 대해서,

축 기준 맞춤 공차는 경제적 이점이 확실히 있는 경우에만 사용하는 것을 권장하고 있습니다.

열 박음은 맞춤 공차의 선택에 기초하여 아래의 표에서 공차를 선택합니다.

 

예를 들어 구멍 지름이 50H7, 축경이 50s6이라고 합니다.

구멍 지름의 공차는 50.025~50.000(H7), 축경의 공차는 50.059~50.043(s6)입니다.

최대 합계 값은 50.059-50.000=0.059,

최소 합계 값은 50.043-50.025=0.018입니다.

홀 부품을 축에 끼우기 때문에

내측을 50.059보다 크게 넓힐 필요가 있습니다.

홀 지름이 공차 하한의 50.000에 제작됐다면 온도차 100K이고,

내측은 50×{1+11.8×(10의-6제곱)x100}=50.059가 되어

축경의 최대치와 꼭 같아지는 온도 차 200K로 50×{1+11.8×(10의-6제곱)x200}=50.118이 되어 축경보다 커집니다.

열 박음의 온도와 주의점

철강 재료는 가열할 정도로 부품이 팽창하므로 설치가 간단하게 됩니다.

그러나 온도를 너무 올리면 재료의 열 처리 온도 영역에 걸리는 경우가 있기 때문에 취급에는 주의가 필요합니다.

또 부품을 가열할 때는 전체를 균등하게 가열하지 않으면 

구멍 지름이 균일하게 퍼지지 않고 들러붙는 경우도 있습니다.

 

 

 

2022.03.21 - 로렛가공(널링(Knurling)가공)의 공구, 선반, 평면 가공 방법

2021.12.15 - 미가키재란? 흑피재와의 차이 장점・단점에 대해서

미가키재란? 흑피재와의 차이 장점・단점에 대해서

2020.02.20 - 알루미늄 구조물, 알루미늄 합금의 종류와 그 특징

 

-