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코일 핀 검사를 위한 측정 기법

Lisa A. Wells, 기술 서비스 관리자 및 Michael J, Pasko, 애플리케이션 엔지니어

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직경

코일 핀은 최소 270°의 둘레에 걸쳐 직경이 사양 내에서 유지되도록 설계됩니다. 이러한 설계 특성이 충족되면 이음매의 직경이 회전 평면의 다른 어떤 지점보다 작거나 같게 유지됩니다. 그러면 이음매로 인해 호스트 구성품이 손상되는 일이 방지됩니다.

직경은 마이크로미터를 이용하여 측정합니다. 마이크로미터 측정은 아래 다이어그램과 같이 이음매에 대해 0°, 45° 및 90° 위치에서 수행됩니다. 매우 작은 핀을 측정하기 위해 앤빌 직경이 작은 마이크로미터가 사용됩니다. 앤빌 크기에 관계없이 핀을 상단 앤빌과 하단 앤빌 사이 중앙에 위치시키는 것이 중요합니다. 또한 과도한 압축으로 잘못된 값이 판독될 수 있으므로 핀에 접촉한 지점 이상으로 마이크로미터를 조이지 않는 것이 중요합니다. 직경은 핀 종단에서 핀 직경이 하나 이상 떨어진 지점을 측정해야 합니다. 그래야 챔퍼에서 장부 직경으로 전환될 때 발생하는 측정 오류를 없앨 수 있습니다. 예를 들어 Ø4.00mm 코일 핀 측정 시 핀 종단으로부터 4.00mm 이상 떨어진 곳에서 직경을 측정합니다.

이음매에 대해 0° 방향

이음매에 대해 45° 방향

이음매에 대해 90° 방향

길이

코일 핀 길이는 캘리퍼나 마이크로미터를 이용하여 쉽게 측정됩니다. 측정 공구의 앤빌 사이에 핀을 똑바로 위치시키는 것이 중요합니다. 아래 사진을 참조하십시오.

 

챔퍼 직경('B' 최대)

챔퍼 직경 또는 'B' 최대는 최소 권장 구멍보다 작게 설계됩니다. 그러면 마이크로미터, 캘리퍼 또는 광학 비교기를 이용하여 측정할 수 있습니다. 검사하는 가장 간편한 방법은 마이크로미터를 지정된 'B' 최대 치수까지 열고 고정시킨 다음 핀이 상단 앤빌과 하단 앤빌 사이에 '걸리도록' 또는 끼워지도록 하는 것입니다. 마이크로미터를 이용한(가장 일반적인 방법) 적절한 측정 기법을 보여주는 다이어그램을 참조하십시오. 

경도 검사

경도는 두 가지 방법 중 하나를 이용하여 검사합니다. 선호하는 방법은 미세 경도 테스트입니다. 두 번째 방법은 표면 Rockwell 테스트입니다.

표면 Rockwell 테스트는 올바르게 적용했을 때 유효한 결과를 제공할 수 있습니다. Rockwell 테스트 스케일은 테스트 대상 스트립의 두께에 의해 결정됩니다. 아래 참조:

표 1
완제품에서 재료 두께에 따른 경도테스트 스케일

0.001 ~ 0.015* Vickers
0.015 ~ 0.025 15n 스케일
0.025 ~ 0.035 A-스케일
0.035 ~ 0.050 D-스케일
0.050 이상 C-스케일

*표시된 바와 같이 두께가 0.001 ~ 0.015"인 스트립은 Vickers 스케일을 이용하여 측정해야 하지만 Vickers 스케일은 어떤 스트립 두께 측정에도 사용할 수 있습니다.

표면 Rockwell 테스트 방법을 채택하려면 핀 스트립을 축에 수직한 방향으로 제거해야 합니다. 그런 다음 스트립을 앤빌에 완전히 지탱되도록 하여 놓아야 합니다. 코일 핀은 둥글기 때문에 스트립 반경이 상단 앤빌에 닿지 않도록 주의해야 합니다. 다음 다이어그램에서 테스트 앤빌과 관련된 스트립 방향과 적절한 샘플 준비를 참조하십시오. 

그림과 같이 핀 축에 수직인 방향으로 테스트 스트립 제거
*'X'는 스트립 중앙에서 올바른 테스트 위치를 나타냅니다.

옳은

잘못된

코일 핀의 미세 경도 테스트가 선호하는 방법입니다. 이 방법으로 테스트를 수행하려면 핀의 단면을 자르고 잘린 조각 중 하나를 테스트하기 위해 마운팅합니다. 그런 다음 마운트를 연마하여 절단부를 제거합니다. 절단과 연마 작업 시 적절한 냉각제를 사용하여 샘플이 과도하게 가열되지 않도록 하는 것이 중요합니다.

마운트를 연마한 후에는 Vickers 미세 경도 테스트 방법을 이용하여 중앙 코일의 가운데 부분에서 핀을 테스트합니다. 아래 중간 코일에서 'X'를 참조하십시오. 

Vickers 다이아몬드는 재료 가장자리로부터 1 다이아몬드 너비 이상 떨어트려 놓아야 합니다. 경도치 판독을 여러 번 수행하는 경우, 두 다이아몬드 사이의 거리가 압흔 발생 시 생길 수 있는 응력 변형 거리의 두 배 이상이 되도록 각 다이아몬드를 배치해야 합니다. 모든 경도 수치는 HV(hardness Vickers)로 보고됩니다.

마운팅 및 연마한 코일 스프링 핀을 보여주는 사진.이제 이 핀의 미세 경도 검사를 수행할 수 있습니다.

코일 스프링 핀에서 적절한 테스트 위치

SPIROL은 검사하는 원재료 두께에 따라 사용할 적합한 Vickers 미세 경도 테스트 하중 목록을 작성했습니다. 표 2를 참조하십시오.

스트립 두께/인치  하중(그램)
0.000 ~ 0.001   100
0.002 ~ 0.004    200
0.005 ~ 0.007  300
0.008 이상 500

표 2
스트립 두께 대 미세 경도 테스트 하중

직진도 검사

ASME B18.8.2-2000 및 ASME B18.8.100M-2000에 따라 코일 핀의 직진도는 다음과 같이 직진도 게이지를 이용하여 측정해야 합니다.

핀이 해당 핀 길이에 대해 표 3에 기재된 길이의 링 게이지를 자유롭게 통과하도록 스프링 (코일) 핀의 길이를 따라 직진도가 유지되어야 합니다. 링 게이지 구멍의 최대 직경은 핀 자유 직경의 최대 직경에 표 3에 기재된 직진도 직경 허용치를 더한 값과 같아야 합니다.

코일 핀 직진도 사양(인치)
공칭 핀 길이 직진도 게이지 길이 +/-0.005" 직진도 직경 허용치 (최대 핀 직경에 더해짐)
최대 1" 1.000" .007”
1~2" 범위 2.000" .010”
Over 2”  3.000" .013”
코일 핀 직진도 사양(미터)
공칭 핀 길이 직진도 게이지 길이 +/-0.015 직진도 직경 허용치 (최대 핀 직경에 더해짐)
최대 24mm 25mm 0.18mm 최소 ~ 0.20mm 최대
24~50mm 범위 50mm 0.30mm 최소 ~ 0.34mm 최대
Over 50mm  75mm  0.42mm 최소 - 0.48mm 최대

표 3

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