기계공작법Chapter 09 정밀 측정 › Section 03

9.3 마이크로미터

버니어캘리퍼스보다 한 자리 더 정밀한 0.01 mm 단위를 읽는 측정기. 나사의 피치를 심블의 등분수로 나누어 최소 측정값을 얻고, 아베의 원리에도 맞는 구조.

교재 수록 위치

교재: 『기술·기계 임용 기출로 배우는 기계공작법』 · 이은상 · 부크크 · 342쪽
단원: Chapter 09 정밀 측정 › Section 03 마이크로미터
쪽수: 194p ~ 197p4쪽
세부 내용: 01 각부의 명칭194~195p · 02 나사의 원리와 최소 측정값195~196p · 03 눈금 읽는 법 — 슬리브의 0.5 mm 눈금196~197p · 04 마이크로미터의 종류와 사용법197p
학습 목표: 각부 명칭과 최소 측정값 계산·슬리브 0.5 mm 눈금 읽기·종류와 사용법 정리

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01각부의 명칭교재 194p

앞 편의 버니어캘리퍼스가 0.05 mm까지라면 마이크로미터(micrometer)는 한 자리 더 정밀한 0.01 mm 단위. 현장에서는 축의 바깥지름이나 판의 두께를 재는 외측 마이크로미터가 가장 널리 사용.
앤빌(anvil)은 공작물이 닿는 고정 접촉면, 스핀들(spindle)은 심블을 돌리면 내부의 나사를 따라 앞뒤로 움직이는 이동 접촉면.
슬리브(sleeve)는 축 방향으로 기준선과 어미자 눈금이 새겨진 고정 원통, 심블(thimble)은 슬리브 바깥을 감싸고 돌아가며 원주에 아들자 눈금이 새겨진 손잡이. 버니어캘리퍼스의 두 눈금이 슬리브와 심블로 옮겨 온 꼴.
래칫 스톱(ratchet stop)은 정해진 압력을 넘으면 헛돌아 측정압을 일정하게 하는 장치. 누가 재든 같은 값이 나오게 하고 공작물과 측정면의 손상을 방지. 클램프는 읽는 동안 스핀들을 고정하고, U 자 모양의 프레임에는 손의 열을 막는 단열판을 붙이기도 함.

9.1에서 예고한 아베의 원리는 재려는 길이와 눈금이 한 직선 위에 있어야 오차가 작다는 원리. 마이크로미터가 정밀한 데에는 나사의 원리 말고도 이 원리에 맞는다는 까닭이 있음.
마이크로미터는 측정선과 눈금선이 일치해 스핀들이 조금 기울어져도 오차가 거의 없음. 버니어캘리퍼스는 공작물을 무는 조가 눈금에서 떨어져 있어 이 원리에 어긋남.

피치는 나사를 한 바퀴 돌렸을 때 축 방향으로 나아가는 거리이며 스핀들 나사의 피치는 보통 0.5 mm. 심블 원주를 50 등분해 두어, 한 눈금 돌렸을 때 스핀들이 나아가는 거리가 최소 측정값.
결론 식은 최소 측정값(정밀도) = 나사의 피치 ÷ 심블의 등분수. 피치와 등분수 중 하나만 알고 최소 측정값을 단정하지 않음.

심블이 한 바퀴 돌면 스핀들이 0.5 mm, 반 바퀴면 0.25 mm 이동. 슬리브의 정수 mm 눈금 사이에 0.5 mm 눈금을 두어 한 회전분의 이동을 구별.
슬리브 읽기는 심블 끝단까지 드러난 1 mm 눈금을 읽고, 그 다음 0.5 mm 눈금까지 드러나 있으면 0.5를 더함. 심블 읽기는 슬리브 기준선과 일치하는 심블 눈금에 0.01 mm를 곱함.
측정값 = 슬리브 읽음값 + 심블 일치 눈금수 × 최소 측정값.

교재 예제는 피치 0.5 mm, 심블 50 등분인 외측 마이크로미터의 눈금에서 측정값을 구하는 문항. 0.5 mm 눈금이 드러난 경우로, 답은 7.87 mm.
같은 심블 일치 눈금이라도 0.5 mm 눈금이 드러났는지에 따라 슬리브 읽음값이 0.5 mm 달라지고 측정값도 정확히 0.5 mm 달라짐. 교재는 심블을 조금 더 돌려 0.5 mm 눈금이 드러나기 전과 후의 두 경우로 이 차이를 비교.

기준선 아래의 0.5 mm 눈금을 보지 않고 1 mm 눈금만 읽으면 실제보다 0.5 mm 작은 값. 12.86 mm를 12.36 mm로 읽는 경우이며, 임용 기출은 이 12.36 mm를 함정 보기로 쓴 적이 있음.
눈금을 읽을 때는 심블 끝단이 0.5 mm 눈금을 지났는지를 가장 먼저 확인.

재는 대상에 따라 외측·내측·깊이·나사·포인트 마이크로미터 등. 나사 마이크로미터는 앤빌과 스핀들 끝을 나사산 모양으로 만들어 유효 지름을, 포인트 마이크로미터는 끝을 뾰족하게 만들어 드릴의 웨브 두께처럼 좁은 곳을 측정.
쓰기 전에 앤빌과 스핀들을 맞대어 0점을 확인하고, 어긋나 있으면 슬리브를 돌려 맞춤. 측정할 때는 반드시 래칫 스톱을 돌려 접촉시키며 손의 힘으로 심블을 조이지 않음 — 사람마다 다른 힘이면 값이 흔들리기 때문.
눈금을 읽는 측정기는 여기까지 — 기준과 견주어 재는 측정기는 다음 편 게이지.