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소재와 나사산 변화에 따른 정밀나사의 체결력 향상에 관한 연구
A Study on the Clamping Improvement of Precision Screws according to the Materials and Thread Changes 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.32 no.6, 2015년, pp.503 - 507  

황우채 ((주)서울금속 기술연구소) ,  나승우 ((주)서울금속 기술연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we compare the performance of the screw through the Clamping force of the test materials to change shape and structure, one of the ways to maintain and improve the engaging force to cope with the miniaturization of the fastener threads are further thinner and lighter precision way tha...

주제어

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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 체결부품의 소형화에 대응하기 위하여 체결력을 유지 및 향상시킬 수있는 방법 중 하나인 나사산의 구조형태의 변경과 소재변경에 따른 파단토크 실험을 통하여 나사의 성능을 비교 분석하여 향후 슬림화 경량화되는 정밀나사의 체결력을 향상 시킬 수 있는 방안을 연구하였다.
  • 본 연구에서는 체결부품의 소형화에 대응하기 위하여 체결력을 유지 및 향상시킬 수 있는 방법중 하나인 나사산의 구조형태의 변경과 소재변경에 따른 파단토크 실험을 통하여 나사의 성능을 비교 분석하여 향후 슬림화 경량화되는 정밀나사의 체결력을 향상 시킬 수 있는 방안을 연구하였으며 연구결과는 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
체결부품의 사이즈가 작아질수록 체결력이 감소하는 이유는? 최근 IT전자제품들의 슬림화 및 경량화되는 추세에 따라 각각의 부품을 조립하기 위한 체결부품도 소형/정밀화 되는 추세이다. 특히 스마트기기의 슬림화 및 경량화가 두드러지고 있으며, 따라서 체결부품의 소형화가 필수적이며, 스마트기기에 사용되는 체결부품의 사이즈가 작아질수록 실제 접합부의 면적이 줄어들어 체결력은 감소한다. 이러한 체결력에 영향을 주는 주요한 요소로는 나사 의 설계형상, 마찰, 나사 체결용 비트의 정확성, 이완 등으로 분류할 수 있다.
나사에 적용되는 소재는 탄소강이 사용되는데 단점은 무엇인가? 18%의 탄소가 함유된 강이며, 주로 대형볼트, 너트 등으로 만들어져 자동차부품 및 산업기계분야에 폭넓게 사용된다. 하지만 탄소를 많이 함유하고 있어 외부 환경에 약한 단점을 지니고 있다. 이에 반하여 SUS XM7 은 내식강이라고 하며 표면이 아름답고 내식성이 우수하다.
체결부품이 소형/정밀화 되는 이유는? 최근 IT전자제품들의 슬림화 및 경량화되는 추세에 따라 각각의 부품을 조립하기 위한 체결부품도 소형/정밀화 되는 추세이다. 특히 스마트기기의 슬림화 및 경량화가 두드러지고 있으며, 따라서 체결부품의 소형화가 필수적이며, 스마트기기에 사용되는 체결부품의 사이즈가 작아질수록 실제 접합부의 면적이 줄어들어 체결력은 감소한다.
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참고문헌 (8)

  1. Bickford, J. H., "An Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints" CRC Press, 3rd Ed., 1995. 

  2. Min, K. B., Kim, J. B., Park, K., and Ra, S. W., "Evaluation of Clamping Characteristics for Subminiature Screws according to Thread Angle Variation," J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 31, No. 9, pp. 839-846, 2014. 

  3. Yan, Y., Wen, W.-D., Chang, F.-K., and Shyprykevich, P., "Experimental Study on Clamping Effects on the Tensile Strength of Composite Plates with a Boltfilled Hole," Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Vol. 30, No. 10, pp. 1215-1229, 1999. 

  4. Drean, M., Habraken, A.-M., Bouchair, A., and Muzeau, J.-P., "Swaged Bolts: Modelling of the Installation Process and Numerical Analysis of the Mechanical Behaviour," Computers & Structures, Vol. 80, No. 27, pp. 2361-2373, 2002. 

  5. Izumi, S., Yokoyama, T., Iwasaki, A., and Sakai, S., "Three-dimensional Finite Element Analysis of Tightening and Loosening Mechanism of Threaded Fastener," Engineering Failure Analysis, Vol. 12, No. 4, pp. 604-615, 2005. 

  6. Croccolo, D., De Agostinis, M., and Vincenzi, N., "Failure Analysis of Bolted Joints: Effect of Friction Coefficients in Torque-preloading Relationship," Engineering Failure Analysis, Vol. 18, No. 1, pp. 364- 373, 2011. 

  7. Han, J. W., Kim, J. H., and Park, Y. S., "Evaluation of Structural Performance and Improvement of Screw Thread Shape on 1,300 MPa High Strength Bolts," Journal of the Korean Society of Civil Engineering, Vol. 31, No. 3A, pp. 189-198, 2011. 

  8. Hwang, H. Y., "Bolted Joint Torque Setting using Numerical Simulation and Experiments," Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 27, No. 5, pp. 1361-1371, 2013. 

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