나사의 틈새(Thread Undercut) 정리

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나사의 틈새(Thread Undercut) 

나사의 틈새란, 나사산이 끝나는 지점에 불완전한 나사 형상을 정리하기 위해 형성하는 가공 홈입니다. 조립성 향상, 응력 완화, 가공성 개선을 위해 매우 중요한 요소입니다.

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1. 나사의 틈새란?

나사의 틈새(Thread Undercut)는 나사 끝단에 만든 짧은 홈으로, 불완전한 나사산을 제거하고 부드러운 체결과 응력 분산을 유도하는 기능을 합니다.

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2. 왜 필요한가?

 

가공성 향상	절삭 공구의 탈출 공간을 확보하여 가공 불량 방지
조립성 향상	상대 나사가 끝까지 부드럽게 체결됨
응력 완화	끝단 단차로 생기는 응력 집중을 완화
품질 향상	외관과 기능적인 완성도를 높여 품질 향상

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3. 틈새의 기본 설계 기준

 

틈새 직경 (d₁)	나사 외경보다 0.5~1.5mm 작게
틈새 길이 (l₁)	피치(P)의 1.5~2.5배

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4. 언제 틈새를 적용해야 할까?

• ✅ 고하중 또는 고속 회전 부품
• ✅ 조립 신뢰성이 중요한 제품
• ✅ 피로 하중을 반복적으로 받는 구조물

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5. 틈새를 만들면 안 되는 경우

• ⚠️ 축 직경이 너무 작아 강도가 떨어지는 경우
• ⚠️ 나사 체결 깊이가 매우 짧은 경우
• ⚠️ 틈새 가공 품질이 낮아 중심이 틀어질 위험이 있는 경우

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6. FEM 해석 실례 – 틈새의 응력 완화 효과

틈새는 축의 지름을 일시적으로 줄이지만, 단차를 부드럽게 곡면으로 연결(R 처리)함으로써 응력을 분산시키는 데 매우 효과적입니다.

형상응력 집중 계수 (Kt)

직각 단차 (Sharp corner)	Kt ≈ 2.7~3.0
곡면 연결 (R 처리된 틈새)	Kt ≈ 1.5~1.8

 

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마무리

나사의 틈새는 시험에 자주 출제되니다. 조립품은 나사를 사용하지 않을 수 없고, 수나사 또는 암나사에서는 불완전 나사부 또는 틈새가 있습니다. 단순히 KS규격을 보고 따라 그리는 것이 아닌 필요한 이유를 알고 원리를 이해하면 도면해독이 지금보다 훨씬 쉽게 느껴질 것입니다. 합격의 그날을 위하여 끝까지 파이팅 하시길 바랍니다.

 

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