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1. 개요

나사선을 따라 홈을 판 것. 두 개 이상의 부품을 결합할 때 사용하는 부품이다. 여기서 나사선이란 직각삼각형 형태의 종이를 원통에 감았을 때 그 빗변이 원통을 따라 만드는 선을 말한다.

• 볼트(bolt)

수나사. 숫나사 아님. 원통이나 원뿔의 표면에 나선으로 표면이 파인 나사다.

• 너트(nut) 

암나사. 구멍 안쪽에 나사산이 파여있다. 나사산은 같은 규격의 볼트와 꼭 맞물린다.

• 스크류와 볼트의 구분

스크류와 볼트를 혼용해서 쓰는 경우가 많다. 일반적인 정의로 보자면 별도의 너트 없이 재료에 박아 조일 수 있는 것은 스크류(screw) 또는 나사못이라고 부른다. 너트가 있어야만 체결할 수 있는 것은 볼트(bolt)로 분류한다.

2. 나사 단면에 따른 분류

• 삼각나사 : 일반 기계를 조립할 때 쓰는 나사
• 사각나사 : 큰 힘이 필요할 때 사용하는 나사
• 사다리꼴나사 : 축방향으로 강한 힘을 전달해야 할 때 쓰는 나사
• 톱날나사 : 밀링머신의 일감을 고정할 때 쓰는 나사
• 둥근나사 : 사용자가 나사를 쉽게 풀 수 있어야 할 때 사용하는 나사

3. 역사

나무위키의 너트 항목에 따르면, 패스너가 본격적으로 사용되기 시작한 것은 산업혁명 이후부터다. 1760년 영국에서 볼트와 너트를 대량생산할 수 있는 체제가 갖춰졌으나, 당시에는 규격이 통일되지 않아 만드는 곳마다 크기가 달랐다. 이후 1841년 영국의 기계공학자 조셉 휘트워스가 세계 최초로 나사의 규격을 정했다. 미국에서는 1864년 발명가 윌리엄 셀러스가 독자적인 규격을 발명했다.

이처럼 국가마다 볼트와 너트의 규격이 달랐으나, 1차 세계대전을 거치면서 규격이 다른 점이 문제가 되기 시작했다. 영국에서 만든 너트가 미국에서 호환이 되지 않아 동맹국끼리 군수품을 주고 받을 때 지장이 생긴 것. 2차 세계대전을 거치면서 규격 통일에 대한 수요는 더욱 커졌다. 결국 1948년 인치법을 쓰는 영국, 미국, 캐나다에서 나사 규격을 통일시켰다. 이것이 국제표준화기구(ISO) 미터 나사로 현재 대부분의 국가에서 이 규격을 사용하고 있다.

4. 사이즈 측정법

보통 작업 지침서나 도면에는 볼트의 규격이 굵기*피치*길이로 표기된다. M12*1.0*80mm 같은 식이다. 나사의 피치(나사산의 간격)는 표기를 생략할 때도 있는데, 자동차나 진동이 심한 기계는 일반적인 피치와 다른 볼트를 쓰기도 한다. 이런 볼트는 일반 볼트와 굵기가 달라 호환되지 않는다. 그러므로 볼트 직경만 측정해도 대부분은 문제가 되지 않지만, 피치게이지로 피치까지 확인하면 더욱 정확도를 높일 수 있다.

4.1. 볼트 사이즈 측정법

볼트 사이즈는 육각머리의 사이즈가 아니라 아래 나사 부분의 외경사이즈를 뜻한다. 위 그림에서 볼트의 규격은 D1*L이다. D1이 12mm고 L이 80mm라면 M12*80 볼트인 셈이다. 그런데 소켓이나 스패너 사이즈를 볼트 사이즈로 오해하는 경우가 많다. B의 사이즈가 22mm라서 M22 볼트라고 잘못 생각하는 경우다.

4.2. 너트 사이즈 측정법

너트도 볼트와 마찬가지로 소켓이나 스패너 사이즈가 아니라 나사와 체결되는 부분의 직경(그림에서 d)을 측정해야 한다. 너트는 나사산이 안쪽으로 나있기 때문에 버니어캘리퍼스보다 피치게이지로 사이즈를 측정하는 것이 좋다.

4.3. 와셔 사이츠 측정법

와셔는 평와셔와 스프링와셔로 분류된다. 와셔는 모두 볼트에 끼워 사용하는 용도이므로, 와셔의 내경(그림에서 d)을 측정해 올바른 사이즈를 찾는다.

5. 볼트 제조 과정

① 원재료 입고

용도에 적합한 원재료를 선정한 뒤 재료를 입고한다. 원재료의 형태는 공정 방식에 따라 레일형태과 환봉 형태로 나뉜다.

② 인발과 절단

원재료는 인발과 절단은 거친다. 인발이란 원재료를 제품의 규격에 부합하는 직경으로 균일하게 만드는 공정이다. 절단은 인발된 원재료를 제품 규격에 일치하는 길이로 절단하는 과정이다.

③ 헤딩

헤딩이란 볼트 및 리벳류의 머리 부분을 성형하는 초기 공정이다. 원하는 형상과 치수를 얻기 위해 헤딩머신으로 설계된 금형으로 원재료를 강하게 펀치해 볼트의 머리를 만든다. 머리를 성형하는 방식은 열간단조와 냉간단조로 나뉜다. 우리가 접하는 볼트의 70%는 냉간단조 방식이고, 특수볼트는 열간단조 방식으로 제작한다.

④ 로링

볼트의 나사산을 내는 작업이다. 규격에 맞는 로링다이스 2~3개를 사용해 강력한 소성 변형력으로 굴려 나사산을 만든다. 흔히 볼트의 나사산은 깎아서 만든다고 생각하는 경우가 많은데, 절석하는 경우도 있지만 대부분은 나사산이 나 있는 금형으로 원재료를 강하게 압축해 볼트를 생산한다.

⑤ 도금

금속·비금속의 겉면에 금속을 얇게 입혀 부식을 방지하고 제품을 보호하는 과정이다. 볼트는 대부분 쇠로 만들어지므로 공정을 마친 뒤 도금을 해 부식을 방지한다. 특히 물속에 잠기는 물탱크나 선박은 부식의 정도를 늦추는 특수 도금을 사용하거나 소재 자체를 스텐으로 제작하기도 한다.

6. 대표 브랜드

• 유디티
• 태진ENG
• 록키
• 신진화스너
• 극동화스너
• 안웨이
• 영풍볼트
• 대한볼트

글ㅣ이혜원 기자 (won@i-db.co.kr)

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