탭 가공 및 조건 완벽 가이드: 나사 가공을 위한 공구 선택과 사용법
- tech turning
- 2025년 7월 16일
- 5분 분량
**CNC 탭(Tap)**은 나사 가공(내부 스레드)에 특화된 공구로, 볼트/너트 결합 부품 제작에 필수입니다. 이 포스트에서는 탭의 특징, 탭 종류(스파이럴 포인트 탭, 포밍 탭 등), 소재별 절삭 조건, 리지드 탭핑(M29) 활용법을 초보자도 이해하기 쉽게 정리했습니다.
CNC 탭이란?
CNC 탭은 사전 드릴링된 홀에 내부 나사(스레드)를 형성하는 공구입니다. 정밀한 스레드 가공에 특화되어 있으며, CNC 시스템을 통해 스핀들 회전과 이송을 정밀 제어합니다.
주요 용도:
알루미늄(AL6061), SUS304, 티타늄, 일반 강철(S45C) 나사 가공.
항공우주(결합 부품), 자동차(엔진 나사), 기계 조립(볼트 홀).
특징:
나선형(Flute) 또는 직선형 구조, 초경(Carbide) 또는 HSS 소재.
코팅(TiCN, TiN)으로 마찰 감소, 나사 품질(Ra 0.8 μm 이하) 향상.
리지드 탭핑(M29)으로 스핀들/이송 동기화.
탭 종류
CNC 탭은 내부 나사(스레드) 가공에 특화된 공구로, 홀 유형(관통/막힌 홀)과 소재에 따라 적합한 탭 선택이 나사 품질과 효율성을 결정합니다. 아래는 스파이럴 포인트 탭, 스파이럴 플루트 탭, 스트레이트 플루트 탭, 포밍 탭(전조탭), 쓰레드 탭의 특징과 상세 용도를 정리한 내용입니다. 전조탭은 포밍 탭과 동일한 공구로, 절삭 없이 소재를 성형해 스레드를 형성합니다.
스파이럴 플루트 탭 (Spiral Flute Tap):
특징: 나선형 플루트, 3~4날, TiCN/AlTiN 코팅, 칩 상방 배출.
용도:
막힌 홀(Blind Hole): 칩이 홀 상단으로 배출, 예: SUS304 깊은 나사 홀(M10, 깊이 20 mm).
난삭재: SUS304, 티타늄, 열처리 강철.
고정밀 부품: 항공우주(터빈 결합 부품, M6~M12), 의료(임플란트 나사).
깊은 스레드: 홀 깊이/직경 비율(D/L > 2), 펙 탭핑(G84 Q0.5) 권장.
장점: 칩 막힘 방지, 깊은 스레드 가공, 안정적 품질.
예: SUS304 M10 막힌 홀, Vc 10~20 m/min, RPM 300~600.
스파이럴 포인트 탭 (Spiral Point Tap, Gun Tap):
특징: 나선형 포인트, 2~3날, TiCN 코팅, 칩 전방 배출.
용도:
관통 홀(Through Hole): 칩이 홀 바닥을 통해 배출, 예: AL6061 볼트 홀(M10, 8.5 mm 드릴).
연질 소재: 알루미늄(AL6061), 일반 강철(S45C), 플라스틱.
대량 생산: 자동차(엔진 블록 볼트 홀, M8~M12), 기계 조립(결합 부품).
고속 가공: 빠른 스레드 가공, 생산 라인 효율성 중점(예: Vc 20~40 m/min).
장점: 칩 배출 우수, 빠른 가공, 나사 품질 Ra 0.8 μm 이하.
예: M10 관통 홀, AL6061, Vc 20~40 m/min, RPM 600~1200.
스트레이트 플루트 탭 (Straight Flute Tap):
특징: 직선 플루트, 2~4날, TiN 코팅, 기본형.
용도:
관통/막힌 홀: AL6061, S45C, 연질 강철의 범용 가공.
단단한 소재: 열처리 강철, 주철, 경도가 낮은 합금(예: HRC 20~30).
소규모 작업: 단일 부품, 수작업 보완, 예: 기계 부품(M8 볼트 홀).
저속 가공: Vc 15~30 m/min, 소규모 워크샵/취미 작업 적합.
장점: 저렴, 단단한 소재에 안정적.
단점: 칩 배출 제한적, SUS304/티타늄 비효율.
전조/포밍 탭 포밍 탭 (Forming Tap, 전조탭):
특징: 절삭 대신 소재 압축으로 스레드 형성, 칩 없음, TiAlN 코팅.
용도:
연질 소재: AL6061, 구리, 연질 강철(S45C), 플라스틱.
고강도 스레드: 항공우주(결합 부품, M6~M10), 의료(임플란트 나사).
클린룸 환경: 칩 없는 가공, 반도체/의료 기기 제작(예: M4~M8 정밀 스레드).
고정밀 가공: 스레드 강도 20~30% 향상, 자동차 서스펜션 부품.
장점: 강한 스레드, 공구 수명 2배 연장, 칩 없는 가공.
단점: 더 큰 드릴 홀 필요(예: M10 → 9 mm).
스파이럴 포인트 탭과의 차이: 포밍 탭(전조탭)은 절삭 없이 소재를 성형해 칩이 없으며, 스파이럴 포인트 탭은 절삭으로 칩을 전방 배출.
쓰레드 탭 (Thread Tap, Thread Forming Tap):
특징: 포밍 탭과 유사, 소재 압축으로 스레드 형성, TiAlN/AlCrN 코팅, 칩 없음.
용도:
연질/중간 경도 소재: AL6061, S45C, 구리, 스테인리스강(SUS303).
고강도/고정밀 스레드: 항공우주(결합 볼트, M6~M12), 자동차(엔진 나사).
깊은 스레드: 막힌 홀(D/L > 2), 클린룸(의료/전자 부품).
대량 생산: 자동화 라인, 예: 전자기기 하우징(M3~M6).
장점: 칩 없는 가공, 스레드 강도 20~30% 향상, 공구 수명 길음.
단점: 큰 드릴 홀(예: M10 → 9 mm), 고경도 소재(SUS304/티타늄) 비효율.
탭 가공 조건
탭은 나사 피치(P)에 이송 속도를 동기화하며, 정밀한 홀 준비가 중요합니다. 아래는 소재별 권장 조건입니다.
알루미늄 (AL6061)
주속(Vc): 20~40 m/min
RPM: 600~1200 (10mm 탭, Vc 30 m/min → RPM ≈ 955)
이송 속도(F): 피치 동기화 (예: M10, P=1.5 mm → F ≈ 1433 mm/min)
쿨런트: 미스트(M07) 또는 탭핑 컴파운드.
팁: 드릴 홀 크기 확인(예: M10 → 8.5 mm).
SUS (스테인리스강 304)
주속(Vc): 10~20 m/min
RPM: 300~600 (10mm 탭, Vc 15 m/min → RPM ≈ 477)
이송 속도(F): 피치 동기화 (예: M10, P=1.5 mm → F ≈ 715 mm/min)
쿨런트: 고압(M88) 또는 탭핑 오일 필수.
팁: 리지드 탭핑(M29), 홀 깊이 1.5~2배 직경.
티타늄
주속(Vc): 8~15 m/min
RPM: 250~450 (10mm 탭, Vc 12 m/min → RPM ≈ 382)
이송 속도(F): 피치 동기화 (예: M10, P=1.5 mm → F ≈ 573 mm/min)
쿨런트: 고압(M88) 또는 탭핑 오일 필수.
팁: 스파이럴 플루트 탭, 펙 탭핑 권장.
일반 강철 (S45C)
주속(Vc): 15~30 m/min
RPM: 450~900 (10mm 탭, Vc 20 m/min → RPM ≈ 636)
이송 속도(F): 피치 동기화 (예: M10, P=1.5 mm → F ≈ 954 mm/min)
쿨런트: 미스트(M07) 또는 탭핑 오일.
팁: 스트레이트 플루트 탭, 드릴 홀 8.5 mm.
계산 공식
주속: Vc = (π × 탭 직경 × RPM) / 1000
RPM: RPM = (Vc × 1000) / (π × 탭 직경)
이송 속도: F = 나사 피치(P) × RPM
리지드 탭핑(M29) 활용법
리지드 탭핑(M29)은 CNC 기계에서 스핀들 회전과 이송을 완벽히 동기화하여 정밀한 나사 가공을 보장하는 공정입니다. 탭핑의 품질과 효율성을 극대화하며, 특히 고정밀 부품(항공우주, 의료)에서 필수입니다.
리지드 탭핑의 특징:
동기화: 스핀들 RPM과 이송 속도를 나사 피치(P)에 맞춰 정확히 제어(예: M10, P=1.5 mm → F = RPM × 1.5).
정밀도: 나사산 오차 ±0.01 mm 이내, 표면 품질 Ra 0.8 μm 이하.
효율성: 비리지드 탭핑 대비 가공 시간 20~30% 단축(예: SUS304 M10, 3분 → 2분).
공구 수명: 마모 30~50% 감소, 탭 파손 위험 40% 감소.
적용 조건:
기계 요구사항: 고강성 스핀들(런아웃 0.005 mm 이하), 고출력(12 kW 이상).
홀 준비: 드릴 홀 오차 ±0.05 mm, 센터드릴로 위치 정확도 ±0.01 mm.
쿨런트: 고압 쿨런트(M88, SUS304/티타늄) 또는 탭핑 오일로 마찰/열 관리.
G코드 설정:
M29: 리지드 탭핑 모드 활성화(예: M29 S500 → RPM 500).
G84: 탭핑 사이클(예: G84 Z-20 R2 F750 → 깊이 20 mm, 피치 1.5 mm).
예시: SUS304 M10 탭핑, M29 S477; G84 Z-20 R2 F715.
주의사항:
홀 깊이: 탭 직경의 1.5~2배(예: M10 → 15~20 mm).
스핀들 부하: 70% 이하 유지, 초과 시 Vc 10% 감소.
실무 팁:
사전 드릴 홀 크기 확인(예: M10 → 8.5 mm).
SUS304/티타늄은 스파이럴 플루트 탭, 펙 탭핑(G84 Q0.5)으로 칩 관리.
마모 체크 주기(매 50~100 나사), 탭핑 오일로 수명 연장.
실무 팁
홀 준비: 드릴 홀 크기 확인(예: M10 → 8.5 mm).
리지드 탭핑: M29으로 스핀들/이송 동기화, 나사 정확도 향상.
쿨런트: 알루미늄(M07 미스트), SUS304/티타늄(M88 고압/탭핑 오일).
공구 수명: 마모 체크(매 50~100 나사), 탭핑 오일로 수명 연장.
마무리
CNC 탭 가공으로 정밀 나사를 완성하세요! 질문은 댓글로 남겨주세요!
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