셀프 드릴링 및 셀프 태핑 나사: 목재, 금속 및 전체 사용 가이드

무엇입니까 셀프 드릴링 나사 ?

셀프 드릴링 나사 자체 파일럿 홀을 절단하고, 기판을 통해 드릴링하고, 짝을 이루는 스레드를 형성하는 드릴 비트 모양 포인트가 있는 패스너입니다. 사전 드릴링이 필요하지 않고 단일 작업으로 모두 가능합니다. 팁 형상은 트위스트 드릴을 복제합니다. 절단 플루트, 치즐 모서리 및 나사의 나사산 주요 직경과 정확하게 일치하는 드릴 직경이 있으므로 생성된 구멍은 나사산이 맞물릴 수 있는 크기에 정확히 맞습니다.

드릴 포인트 - 종종 텍포인트 는 디자인을 대중화한 브랜드 이름을 따서 만든 것으로, 셀프 드릴링 나사를 다른 모든 패스너 유형과 구별하는 특징입니다. 드릴 팁이 재료를 관통하면 나사의 나사산 형태가 이어받아 나사가 홈으로 돌아갈 때 자체 결합 나사산을 호스트 재료에 두드립니다. 별도의 사전 드릴링, 탭, 파일럿 펀치가 필요하지 않습니다. 하나의 공구, 하나의 단계, 하나의 패스너가 필요합니다.

셀프 드릴링 나사는 드릴 포인트 크기에 따라 표준화되며, 다음의 숫자로 지정됩니다. #1~#5 . 숫자는 드릴 포인트의 길이와 나사산이 맞물리기 전에 포인트가 관통할 수 있는 최대 재료 두께를 나타냅니다.

• 1위 — 최대 0.7mm(22게이지) 강철; 가벼운 판금 응용 분야
• #2 포인트 — 최대 1.5mm(16게이지) 강철; HVAC 덕트 및 경량 구조용 강철의 표준
• #3 포인트 - 최대 3.0mm 강철; 중간 구조 프레임 및 도리
• #4 포인트 - 최대 4.5mm 강철; 무거운 구조용 강철 및 두꺼운 판
• #5점 - 최대 6.0mm 강철; 최대 1/4인치의 구조용 강철 응용 분야에 사용되는 시중에서 가장 무거운 자체 드릴링 포인트

드릴 포인트 번호를 재료 두께와 일치시키는 것은 선택 사항이 아닙니다. 이는 셀프 드릴링 나사의 가장 중요한 선택 기준입니다. 총 금속 두께가 드릴 포인트의 정격 용량을 초과하면 구멍이 완전히 형성되기 전에 나사산이 맞물리기 시작하여 나사가 묶이거나 벗겨지거나 전단됩니다.

무엇입니까 Self Tapping Screws and How Do They Differ?

셀프 태핑 나사 미리 뚫었거나 펀칭된 파일럿 구멍에서 자체적으로 결합 스레드를 형성하거나 절단합니다. 그러나 자체 드릴링 나사와는 달리 해당 구멍을 스스로 만들 수는 없습니다. 구별은 정확하고 실질적으로 중요합니다. 모든 셀프 태핑 나사는 셀프 태핑이지만 모든 셀프 태핑 나사가 셀프 드릴링은 아닙니다.

나사 결합을 생성하는 방법에 따라 정의되는 셀프 태핑 나사에는 두 가지 하위 유형이 있습니다.

• 나사산 형성(롤 태핑) 나사 - 재료를 절단하거나 제거하지 않고 스레드 프로파일 주위의 호스트 재료를 변위시키고 냉간 성형합니다. 연성 재료(알루미늄, 연강, 열가소성 수지)에 사용되며 변위된 재료가 약간 뒤로 튀어 나와 고마찰, 진동 방지 스레드 맞물림을 생성합니다. 칩이나 스와프가 발생하지 않습니다.
• 나사 절삭 나사 - 나사산이 형성되면 파일럿 구멍 벽에서 재료를 제거하여 나사 생크의 홈이나 홈에 의해 수용되어야 하는 칩이 생성됩니다. 나사산 형성에 과도한 구동 토크가 필요하거나 재료 균열이 발생할 수 있는 단단하거나 부서지기 쉬운 재료(주철, 단단한 열경화성 플라스틱, 두꺼운 강철)에 사용됩니다.

셀프 태핑 나사는 어떤 용도로 사용되나요? 판금 패널, 전기 엔클로저, HVAC 부품, 플라스틱 하우징, 얇은 벽 튜브 및 경량 구조 어셈블리와 같이 탭 구멍이 아직 포함되지 않은 재료에 나사산 연결을 만들어야 할 때마다 표준 패스너 선택입니다. 너트가 있는 기계 나사에 비해 주요 이점은 너트 접근 및 뒷면 여유 공간 요구 사항이 없다는 것입니다.

셀프 태핑 나사의 파일럿 구멍 크기는 매우 중요합니다. 너무 작으면 구동 토크가 나사의 비틀림 강도를 초과합니다. 너무 크면 나사산이 완전히 맞물리지 않아 인발 강도가 30~60% 감소합니다. 예비 구멍 직경은 일반적으로 나사산 형성 유형의 경우 나사산 주요 직경의 85~90%, 나사 절삭 유형의 경우 75~85%로 지정됩니다.

목재를 금속 나사에 셀프 드릴링: 연결 작동 방식

나무를 금속 나사에 셀프 드릴링 목재 또는 목재 부재를 금속 기판에 연결하도록 설계된 특정 구성입니다. 가장 일반적으로 목재 프레임을 강철 스터드로, 데크 보드를 금속 장선으로, 목재 클래딩을 경량 강철 프레임으로 연결합니다. 이 제품은 금속 기판을 관통할 수 있는 자체 드릴링 팁과 통과하는 동안 목재 부재를 고정하는 거친 목재 스레드 피치를 결합합니다.

이 나사의 나사산 형상은 이중 재료 결합을 위해 설계되었습니다. 하단 스레드 섹션(팁에 가장 가까운 부분)은 더 미세한 피치와 강철 기판에 탭할 수 있는 크기의 더 작은 스레드 형태를 가지고 있습니다. 윗실 부분은 더 굵은 피치와 나무를 잡는 더 큰 실 형태를 가지고 있습니다. 나사가 구동되면 나무 나사가 목재를 강철에 대해 아래로 잡아당겨 고정력을 생성합니다. 미세한 강철 스레드는 베이스에 고정 저항을 제공합니다.

목재-금속 셀프 드릴링 나사의 주요 설치 요구 사항:

• 주행 속도 — 경량강(최대 1.5mm)의 경우 1,500~2,500RPM; 더 무거운 강철(2~4mm)의 경우 800~1,200RPM으로 줄입니다. 과도한 RPM은 드릴 팁을 과열시키고 강철 표면을 경화시켜 관통을 방지합니다.
• 구동압력 - 드릴 팁이 절단되는 동안 일관되고 적당한 하향 압력이 필요합니다. 팁이 강철에서 나오면 금속의 나사산이 벗겨지는 것을 방지하기 위해 압력을 줄입니다.
• 나사 길이 선택 - 나사는 드릴 팁이 충분히 길어야 하며, 목재에 나사산이 적절하게 맞물리면서 강철 기판 위로 연장될 수 있도록 최소 3개의 전체 나사산 피치가 있어야 합니다. 강철 아래에 최소 3개의 노출된 나사산이 표준 엔지니어링 규칙입니다.
• 드라이브 비트 — #2 Phillips, #2 Square(Robertson) 또는 나사 머리 크기에 맞는 Torx 비트를 사용하십시오. 드라이브 비트가 마모되면 캠 아웃(cam-out) 및 헤드 손상이 발생합니다. 대용량 설치에는 항상 충격 등급 비트를 사용하십시오.

날개가 있는 셀프 드릴링 나사: 정의 및 사용 시기

셀프 드릴링 나사 with wings - 날개 달린 자체 드릴링 나사 또는 플라이-투 스틸 나사라고도 함 - 드릴 지점 바로 위 생크에서 측면으로 돌출된 두 개의 작은 절단 날개가 특징입니다. 이 날개는 나사가 구동될 때 목재 층을 통해 대형 구멍을 넓혀 드릴 팁이 아래의 강철 기판을 완전히 관통할 때까지 거친 목재 나사산이 목재에 맞물리는 것을 방지합니다.

날개가 없으면 목재-강철 자체 드릴링 나사가 목재에 즉시 끼우기 시작하여 목재를 강철 표면에서 멀리 고정할 수 있는 리프팅 힘을 생성하여 구조적으로 건전한 연결에 필요한 긴밀한 면간 접촉을 방지합니다. 날개는 나무에 매끄러운 여유 구멍을 뚫어 이 문제를 해결합니다. 따라서 나사가 강철을 뚫고 날개가 더 단단한 강철 표면에 닿을 때까지 목재에 나사산 맞물림이 발생하지 않습니다. 그 시점에서, 나사가 홈으로 돌아가면서 목재를 강철에 단단히 잡아당기면서 거친 실이 나무에 물기 시작합니다.

날개 달린 자체 드릴링 나사는 다음과 같은 경우에 올바른 선택입니다.

• 강철 장선 시스템에 고정된 데크 보드(견목 또는 연목)
• 경량 강철 채널 또는 C-섹션에 부착된 목재 프레임 부재
• 강철 바닥 장선에 고정된 합판 또는 OSB 바닥 패널
• 목재 부재의 두께가 19mm(3/4인치) 이상인 모든 목재-강재 적용

날개 직경은 목재를 통과하는 여유 보어 직경을 결정하며 날개가 사용되는 강철 게이지에 대해 안정적으로 파손될 수 있도록 크기를 조정해야 합니다. 0.8~1.5mm 강철 크기의 날개는 3mm 판에 대해 완전히 파손되지 않습니다. 프로젝트에 날개형 나사를 지정할 때 제조업체의 정격 강철 두께 범위를 확인하십시오.

나무에 셀프 태핑 나사를 사용할 수 있나요?

예 - 셀프 태핑 나사는 목재에 사용할 수 있습니다. 그러나 셀프 태핑 나사의 유형은 매우 중요하며 대부분의 목재 응용 분야에서는 표준 목재 나사 또는 거친 나사산 구조의 나사가 금속 나사산 셀프 태퍼보다 성능이 뛰어납니다. 실제 분석은 다음과 같습니다.

판금 나사(팬 헤드, 육각 헤드 또는 얇은 나사산이 있는 웨이퍼 헤드 셀프 태퍼) — 이는 목재에 박히지만 특정 목적으로 설계된 목재 나사에 비해 고정력이 떨어집니다. 금속용으로 설계된 미세한 나사산 피치는 거친 나사산 나사가 제공하는 목재 섬유의 전단 면적 및 인발 저항과 동일하지 않습니다. 동일한 패스너가 동일한 조인트의 금속 구성 요소와 결합해야 하는 경우에만 목재에 사용하십시오.

셀프 드릴링 나사 with coarse wood thread (bugle head or wafer head) — 이것은 목재에 완전히 적합하며 실제로 이것은 목재 프레임 구조, 건식벽에서 목재, 구조용 목재 연결을 위한 표준 패스너입니다. 자체 드릴링 포인트는 대부분의 침엽수 및 중간 밀도 경목에서 사전 드릴링을 제거하고 거친 나사산은 완전한 목재 등급 풀아웃 값을 제공합니다.

사전 드릴링이 필요하지 않은 나사는 무엇입니까? 침엽수(소나무, 가문비나무, 전나무, 삼나무)의 경우 굵은 나사 자체 드릴링 구성 나사는 일반적으로 최대 38mm 두께의 재료에 사전 드릴링 없이 구동할 수 있습니다. 견목(참나무, 단풍나무, 견목 데크 종)의 경우 자체 드릴링 포인트를 사용하더라도 결을 따라 쪼개지는 것을 방지하기 위해 #8 직경보다 큰 나사에 대해 사전 드릴링을 권장합니다. 규칙: 목재가 쪼개지기 쉬우거나 나사가 끝이나 가장자리 근처에 있는 경우 포인트 유형에 관계없이 사전 드릴링하십시오.

나사를 금속에 뚫는 방법: 단계별

금속에 나사 드릴링 — 셀프 드릴링 나사를 사용하든 사전 드릴링 후 셀프 태핑 나사를 조이든 상관없이 일관된 프로세스를 따릅니다. 가장 일반적인 실패 모드(팁 건너뛰기, 나사산 벗겨짐, 나사 파손)는 거의 항상 잘못된 속도, 부적절한 압력 또는 잘못된 포인트/파일럿 크기 선택으로 인해 발생합니다.

금속에 셀프 드릴링 나사 사용(사전 드릴 필요 없음)

1. 올바른 드릴 포인트 번호를 선택하세요 — 조인트의 총 금속 두께를 확인하고 적절한 #1~#5 포인트 등급과 일치하는지 확인합니다. 두 개의 금속 층을 쌓는 경우 두께를 추가하십시오.
2. 드릴 속도 설정 — 최대 1.5mm 강철의 경우 1,500~2,500RPM; 1.5~3mm의 경우 800~1,500RPM; 3~6mm의 경우 500~1,000RPM. 속도 조절 기능이 있는 가변 속도 드릴이나 임팩트 드라이버를 사용하십시오.
3. 위치 지정 및 시작 - 나사 끝을 표시된 위치에 놓습니다. 드릴을 활성화하기 전에 아래쪽으로 강한 압력을 가하십시오. 이렇게 하면 팁이 물기 전에 금속 표면을 헤매는 것을 방지할 수 있습니다.
4. 금속을 통한 압력 유지 - 드릴 팁이 절단되는 동안 일정한 압력을 유지하십시오. 팁이 금속의 반대쪽에서 나올 때 저항이 떨어지는 것을 느끼고 듣게 될 것입니다.
5. 나사산이 맞물리면 압력이 감소합니다. — 드릴 팁이 통과되면 스레드가 이어집니다. 하향 압력을 줄이고 스레드 피치가 전진 속도를 제어하도록 합니다. 나사산 피치보다 빠르게 나사를 강제로 조이면 나사산이 벗겨집니다.
6. 머리가 앉으면 멈춰라 - 육각 머리 나사의 경우 밀봉 와셔가 고르게 압축되면 중지합니다. 팬 또는 카운터성크 헤드의 경우 헤드가 수평이 되면 중지합니다. 과도하게 운전하면 금속 나사산이 벗겨지고 드릴 포인트 구멍이 무너집니다.

금속에 셀프 태핑 나사를 사전 드릴링하고 사용하기

1. 올바른 파일럿 드릴 비트 선택 — 나사산 형성 셀프 태핑 나사의 경우 파일럿 직경 = 나사 주요 직경의 85-90%입니다. 나사 절삭 유형의 경우 파일럿 직경 = 주요 직경의 75-85%입니다. 강철에는 코발트 또는 티타늄 코팅 HSS 비트를 사용하십시오.
2. 파일럿 구멍을 뚫습니다. - 3mm 이상의 강철 드릴 포인트에 절삭유나 기계 오일 한 방울을 사용하십시오. 조종사가 방황하여 타원형 구멍을 만드는 것을 방지하려면 드릴을 표면에 수직으로 유지하십시오.
3. 구멍 디버링 — 카운터싱크 비트나 디버링 도구를 사용하여 구멍 출구 쪽의 튀어나온 가장자리를 제거합니다. 버(burr)는 나사가 수평으로 안착되는 것을 방지하고 나사산이 불규칙하게 맞물리는 원인이 될 수 있습니다.
4. 셀프 태핑 나사를 구동 — 크로스 스레딩 없이 스레드를 맞물리도록 낮은 속도로 시작한 다음 일반 드라이브 속도로 높입니다. 나사 절삭 유형은 칩을 생성합니다. 칩 릴리프 홈이 긴 체결 패스너에 막히지 않았는지 확인하십시오.

나사 구멍을 뚫는 방법: 예비 구멍 크기 조정 참조

올바른 파일럿 구멍 크기는 나사 유형, 나사 직경 및 기판 재료에 따라 다릅니다. 아래 표에는 건설 및 제작 작업에서 발생하는 가장 일반적인 조합이 나와 있습니다.

목재의 경우 파일럿 구멍은 최소한 전체 나사 결합 길이(구조적 용도에서는 나사 직경의 최소 10배)까지 확장되어야 합니다. 금속의 경우 파일럿은 나사산이 있는 재료를 완전히 통과해야 합니다. 자체 드릴링 나사용 드릴 비트(접근이 어려운 상황에서 팁을 미리 지정하거나 안내하는 데 사용됨)는 드릴 포인트의 공칭 직경과 일치해야 합니다. #3 Tek 포인트 나사는 팁에서 약 4.5mm의 동등한 드릴 직경을 갖습니다.

나무에 나사를 뚫는 방법: 쪼개지거나 벗겨지는 것을 방지하는 모범 사례

특히 가장자리, 나뭇결 근처 또는 활엽수종에 나사를 나무에 올바르게 박으려면 갈라짐, 캠 아웃 및 벗겨진 포켓을 크게 줄이는 몇 가지 일관된 원칙에 주의가 필요합니다.

• 나사 직경의 2배에 해당하는 최소 가장자리 거리를 유지하십시오. 모든 보드 가장자리에서, 엔드 그레인 면에서 5배. 더 가깝게 배치하면 결을 따라 응력이 집중되고 주행 중 및 하중이 가해지는 동안 분할이 시작됩니다.
• 표면에 대해 90°로 주행 — 각진 나사는 인발 강도를 최대 40%까지 감소시키고 최대 섬유 장력 영역에서 쪼개짐 위험을 증가시키는 비대칭 나사 결합을 생성합니다.
• 클러치 제어 드라이버 또는 토크 제한 비트 홀더를 사용하십시오. — 클러치를 안착 토크보다 약간 높게 설정하면 스레드 포켓이 벗겨지고 헤드가 너무 깊게 박혀 구조적 인출 용량이 감소되는 과도한 구동을 방지할 수 있습니다.
• 견목의 접시 머리용 — 운전하기 전에는 항상 카운터싱크를 하십시오. 카운터싱크 웨지 동작은 밀도가 높은 종에서 막대한 측면 분할 힘을 생성합니다. 사전 절단된 카운터싱크 캐비티는 이를 완전히 제거합니다.
• 녹색 또는 압력 처리 목재 - 스테인리스 스틸, 용융 아연 도금 나사 또는 특정 등급의 ACQ/CA 호환 코팅 나사를 사용하십시오. 표준 아연 도금 나사는 처리된 목재에서 빠르게 부식되어 노출된 환경에서 2~3년 내에 인발 능력의 50~70%를 잃습니다.