G84 탭 사이클: 이송 F를 회전수와 피치로 맞추는 이유와 리지드 탭
머시닝센터 G84 탭 사이클에서 F = S × 피치 관계가 왜 반드시 지켜져야 하는지, 플로팅 탭과 리지드 탭(M29)의 차이, 탭 구멍 깊이와 R점 설정을 M8×1.25 세 구멍 예제로 설명합니다.
탭 이송이 나사 피치와 맞아야 하는 이유
드릴은 회전수와 이송을 어느 정도 자유롭게 바꿀 수 있습니다. 하지만 탭은 날 자체가 나사 모양이라, 한 바퀴 돌 때 정확히 피치만큼 들어가야 합니다. 이 관계가 어긋나면 탭은 이미 만든 나사산을 스스로 뭉개거나 당겨지며, 심하면 구멍 안에서 부러집니다. 부러진 탭은 제거가 매우 어려워 부품 하나를 통째로 버리게 되는 경우가 많습니다.
그래서 탭 사이클의 이송은 “적당한 값”이 아니라 계산으로 정해지는 값입니다. 분당 이송(G94)에서는 F = S × 피치, 회전당 이송(G95)에서는 F = 피치입니다.
| 탭 규격 | 피치 | S500일 때 F(G94) | G95일 때 F |
|---|---|---|---|
| M6×1.0 | 1.0 | F500 | F1.0 |
| M8×1.25 | 1.25 | F625 | F1.25 |
| M10×1.5 | 1.5 | F750 | F1.5 |
| M12×1.75 | 1.75 | F875 | F1.75 |
G84 한 구멍의 동작
- 초기점에서 R점까지 급속 하강합니다. 탭은 R점에서 이미 정회전(
M03) 중이어야 합니다. - R점에서 구멍 바닥
Z까지 지정한 F로 들어갑니다. - 바닥에서 주축을 정지하고 역회전으로 바꿉니다.
- 같은 F로 R점까지 빠져나옵니다. 역회전 상태로 나사를 따라 풀려 나오는 동작입니다.
- 주축을 다시 정회전으로 바꾸고,
G98이면 초기점까지 올라갑니다.
예제 경로
그림에서 구멍마다 같은 선을 따라 내려갔다 올라오는 짧은 수직 이동이 탭 진입과 후퇴입니다. G83과 달리 중간에 빠지는 톱니 모양이 없습니다. 탭은 한 번에 바닥까지 들어가는 것이 기본이기 때문입니다.
M8×1.25 탭을 S500, F625로 세 구멍에 가공
O3001
T6 M6
G21 G90 G17 G94
G54
S500 M03
G00 X10. Y10. Z30.
G43 H6 Z30.
G99 G84 X10. Y10. Z-15. R5. F625
X30.
G98 X50.
G80
G00 Z100.
M30위 그림은 이 프로그램을 CNC Path Analyzer로 해석한 결과입니다 (급속 8 구간, 직선 절삭 6 구간).
플로팅 탭과 리지드 탭
예전 기계는 주축 회전과 Z 이송을 완벽히 동기시키지 못했습니다. 그래서 탭 홀더 안에 스프링이 들어 있어 탭이 앞뒤로 조금 움직일 수 있는 플로팅 탭 홀더를 썼습니다. 이송이 약간 빠르거나 느려도 스프링이 차이를 흡수합니다. 대신 바닥에서 주축이 멈추고 역회전하는 동안 관성으로 탭이 더 들어가므로 깊이 편차가 큽니다.
현대 머시닝센터는 대부분 리지드 탭을 지원합니다. 주축 엔코더로 회전 각도를 읽어 Z축을 정확히 맞춰 움직이므로, 단단한 홀더를 써도 되고 깊이도 정확합니다. FANUC 계열은 G84 앞 블록에 M29 S_를 넣어 리지드 모드를 켜는 방식이 일반적이며, 기종에 따라 파라미터로 G84 자체를 리지드로 동작시키기도 합니다.
| 항목 | 플로팅 탭 | 리지드 탭 |
|---|---|---|
| 홀더 | 스프링으로 축 방향 유동 | 고정형(콜릿·밀링척) |
| 동기 정확도 | 홀더가 오차 흡수 | 제어기가 각도 동기 |
| 깊이 정확도 | 낮음(바닥 관성) | 높음 |
| 지령 예 | G84 ... | M29 S500 후 G84 ... |
| 고속 탭 | 어려움 | 가능(기계 성능에 따라) |
탭 깊이와 R점은 어떻게 잡나
탭 끝 몇 산은 테이퍼로 깎여 있어 완전한 나사산을 만들지 못합니다. 이 불완전 구간 길이는 탭 종류에 따라 다른데, 막힌 구멍용 탭(1.5~2산)과 관통 구멍용 탭(5산 안팎)의 차이가 큽니다. 유효 나사 깊이가 12mm 필요하고 2산짜리 탭이라면 1.25 × 2 = 2.5mm를 더해 Z-14.5 정도를 지령하고, 기초 드릴 구멍은 그보다 더 깊게 뚫어야 탭 끝이 바닥에 닿지 않습니다.
R점은 드릴보다 약간 높게 잡는 것이 일반적입니다. 예제의 R5.는 탭이 가속을 마치고 일정한 동기 상태로 구멍에 들어가도록 여유를 준 값입니다. 너무 낮으면 첫 산이 불안정하게 물리고, 너무 높으면 공기 중 이동 시간이 늘어납니다.
탭 사이클 점검표
- 기초 구멍 지름: M8×1.25 보통 나사는 Ø6.8이 일반적입니다. 작으면 탭 부하가 급증합니다.
- F 계산: S를 바꿨다면 F도 같이 바꿨는가. 회전수만 올리고 F를 그대로 두는 실수가 가장 흔합니다.
- 회전 방향: 오른나사는
M03상태에서 G84, 왼나사는G74(역탭 사이클)를 씁니다. - 바닥 여유: 탭 끝 Z와 드릴 구멍 바닥 사이에 최소 1~2산 이상 남았는가.
- 절삭유: 탭은 마찰이 큰 공정이라 절삭유 공급 여부(
M08)가 수명에 직접 영향을 줍니다.