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1. 개요
제작물 크기, 모양, 자세, 위치 따위를 규제하는 공차로 현장에서 작업하는 모든 사람들이 한 번에 알아보도록 도면 위에 쓰는 기호들을 일컫는다. 물건이라는 게 사람이 만드는 것이다보니 제아무리 정확하게 가공해도 표면이 울퉁불퉁 하다거나 축이 약간 휘는 등의 오차가 반드시 생기게 마련이다. 그래서 이러한 미세한 오차들을 사전에 미리 얼마까지 허용할 것인지 미리 고려해서 정해두는 것이 기하공차다.기하공차를 표시할 때는 그 오차가 어떤 면을 기준으로 이루어진 값인 지를 뚜렷하게 할 필요가 있다. 여기에서 사용되는 것이 데이텀이며, 기준이 되는 형상을 이야기한다. 데이텀을 사용하는 공차는, 데이텀을 기준으로 얼마나 벗어나는가?를 보는 공차이다. 이 데이텀은 기준으로 하려는 면이나 그 연장성 위에 KS기준 직각이등변삼각형을 표시하고 그 면에 A,B,C,... 하는 식으로 이름을 붙인다. 특정 기하공차는 기준으로 하는 데이텀이 하나만 있는 게 아니라 둘 이상인 경우도 있다.
자세한 내용은 해당 사이트를 살펴보면 좋다.
2. 종류
기하 공차는 도면상에서 아래와 같이 표를 가진 치수 형태로 표시한다.공차 기호 | 공차 | 데이텀 |
2.1. 모양 공차(형상 공차)
- 진직도(straightness, ⏤)
도면의 축선과 직선, 혹은 평면의 단면 중 직선 부분이 얼마나 직선에 가까운 지를 나타내는 정도이다. 도면에 표현된 이상적인 직선과 평행하면서 t의 간격을 가진 두 직선(혹은 평면) 사이에 해당 선이 존재해야 한다. 작을수록 이상적인 직선에 가까워지며, 정밀도가 올라간다.
- 평면도(flatness, ⏥)
평면이 얼마나 평평한지를 나타내는 정도로, 이상적인 t의 간격을 가진 두 평행한 평면 사이에 형상이 존재해야 한다. 측정데이터가 이상적인 평면에서 얼만큼 울룩불룩하게 솟거나 가라앉아 있는지의 정도를 본다고 생각하면 된다.
- 진원도(roundness, ○)
형상이 원에 가까운 정도를 나타내며, 표면은 t만큼 떨어진 두 동심원 사이의 영역 내에 존재해야 한다. 측정데이터가 이상적인 원에서 어느 정도만큼 일그러져 벗어나있는지를 보는 공차라고 생각하면 된다.
- 원통도(cylinderity, ⌭)
진원도의 개념을 확장하면 원통이 된다, 원과 동일하게 원통면이 완벽한 원통으로부터 얼마나 떨어져 있는지를 규정한다.
2.2. 자세공차
모든 공차가 기준점이 되는 형상(데이텀)이 존재하며, 데이텀을 기준으로 측정 형상의 공차가 얼마나 차이나는지를 보는 공차이다.- 평행도(parallelism, ∥)
두 직선, 혹은 평면이 서로 얼마나 평행한지를 보는 공차. 보통 두 직선 혹은 평면 중 하나가 데이텀으로 지정되어 기준점으로 적용되며, 해당 기준직선 혹은 평면에서 대상 형상이 얼마나 평행도를 유지하는지 보는 공차이다.
- 직각도(perpendicularity, ⟂)
- 경사도(angularity, ∠)
2.3. 위치공차
- 동축공차(concentricity, ◎)
동축도, 동심도라고도 불린다. 동축도는 하나의 데이텀 축선을 기준으로 다른 축선이 평행한 정도를 표현하며, 동심도는 데이텀 동심점을 기준으로 다른 축의 중심이 얼마나 벗어나 있는 지를 나타낸다. 동심도는 2차원 평면, 동축도는 3차원 입체로 표현은 명백히 다르나, 두 축 사이의 편심을 나타낸다는 점에서는 동일하다.
- 대칭공차(symmetry,⌯)
데이텀들이 대칭이 되기 위해서 선이나 면이 어디에 위치해야 하느냐를 나타낸다. 중심선이나 중심면의 위치를 정하기 위한 공차이다.
- 위치공차(⌖)
실제 위치가 이상적인 위치로부터 얼마나 떨어져 있는지를 표현하는 공차. 주로 뚫린 구멍에 표기된다.
2.4. 윤곽공차
* 선윤곽공차곡면이 설계대로 되어있는가?를 지정하는 공차로, 윤곽선을 중심으로 몇mm만큼 벗어나는가를 보는 공차이다.
* 면윤곽공차
곡면표면이 설계대로 되어있는가?를 지정하는 공차로, 선윤곽공차와는 2D평면과 3D입체의 차이가 있다. 지정 곡면 전체가 대상인 공차.
2.5. 흔들림공차 (Run-out)
회전면의 중심축을 기준으로 피쳐(공차의 대상이 되는 도형 혹은 형상)의 편차를 검증하는 공차.
여러 공차가 복합적으로 적용되는 복합공차이다.
일반적으로 기어의 검증에 주로 사용되는 공차이다.
여러 공차가 복합적으로 적용되는 복합공차이다.
일반적으로 기어의 검증에 주로 사용되는 공차이다.
- 원주흔들림공차
화살표 한 개로 표현된다. 제품을 축 기준으로 회전시켰을 시 단면의 흔들림을 나타낸다.
진원도 공차와 직각도 공차가 합쳐진 복합 공차로, 이 공차가 커질수록 제품이 회전할 때 흔들림은 커지게 된다.
- 전체흔들림공차
화살표 두 개로 표현된다. 제품을 축 기준으로 회전시켰을 시 표면 전체의 흔들림을 나타낸다.
진직도 공차와 원통도 공차가 합쳐진 공차로, 원통의 전체 내경 혹은 내경의 전체 표면을 나타낸다.
3. 최대실체공차(MMC)와 최소실체공차(LMC)
실무에서는 보너스 공차라고도 불리는 공차이다.
* 최대실체공차(Maximum Material Condition, MMC, Ⓜ) 끝 단어는 Size, Condition 등으로 바뀌어 MMS, MMC 등으로 불리기도 한다.
주로 축과 홀 등 결합되는 부분에 사용된다.
쉽게 말하자면 제품이 가장 무거워질 때의 치수공차라고 생각하면 된다.
10파이±0.5 내경의 경우, MMC가 적용되면 9.5파이 가공상태를 나타낸다. 반대로 외경인 경우, 10.5파이 가공상태를 나타낸다.
여기서 MMC가 0.1이라고 하면, 내경의 경우 9.5파이일 때 위치도 공차 0.1 이내에 들어와야 하며(⌖9.5Ø|0.1), 10파이일 때 위치도 공차 0.6 이내에 들어오게 된다. 이처럼 실제 가공 치수에 따라 공차가 기존공차에서 보너스로 더 붙기 때문에 보너스 공차라고도 불린다.
간단히 말해, 홀(내경공차)가 MMC에 가깝게 가공될수록(작을수록) 위치도 공차는 작아지며, MMC에서 멀게 가공될수록(커질수록) 위치도 공차가 커진다.
반대로 외경은 MMC에 가까워질수록(커질수록) 위치도 공차는 작아지며, MMC에서 멀어질수록(작아질수록) 위치도 공차가 커진다.
주로 축과 홀 등 결합되는 부분에 사용된다.
쉽게 말하자면 제품이 가장 무거워질 때의 치수공차라고 생각하면 된다.
10파이±0.5 내경의 경우, MMC가 적용되면 9.5파이 가공상태를 나타낸다. 반대로 외경인 경우, 10.5파이 가공상태를 나타낸다.
여기서 MMC가 0.1이라고 하면, 내경의 경우 9.5파이일 때 위치도 공차 0.1 이내에 들어와야 하며(⌖9.5Ø|0.1), 10파이일 때 위치도 공차 0.6 이내에 들어오게 된다. 이처럼 실제 가공 치수에 따라 공차가 기존공차에서 보너스로 더 붙기 때문에 보너스 공차라고도 불린다.
간단히 말해, 홀(내경공차)가 MMC에 가깝게 가공될수록(작을수록) 위치도 공차는 작아지며, MMC에서 멀게 가공될수록(커질수록) 위치도 공차가 커진다.
반대로 외경은 MMC에 가까워질수록(커질수록) 위치도 공차는 작아지며, MMC에서 멀어질수록(작아질수록) 위치도 공차가 커진다.
- 최소실체공차(Least MAterial Condition, LMC, Ⓛ) 최대실체공차와 마찬가지로 끝단어는 조금씩 바뀔 수 있다.
최대실체공차와는 반대의 개념으로, 제품이 가장 가벼워질 때의 치수공차라고 생각하면 된다.
3.1. 포락
Ⓔ
Envelope의 약칭으로, 한국어로 포락이라고 한다.
치수 허용 범위와 형상 허용 범위가 특정 방식으로 동시에 만족되어야 함을 뜻한다.
예를 들어 원통에 Ø5 +0/-0.1Ⓔ라는 공차가 주어질 시, 해당 도면에 맞는 제품은 마치 봉투에 넣듯이 모든 부분에 있어 Ø5 +0/-0.1의 치수를 만족해야한다.
이러한 특성 때문에 포락은 보통 핀-홀등 구멍과 축같이 서로 결합되는 부위의 외형 공차에 사용된다.
Envelope의 약칭으로, 한국어로 포락이라고 한다.
치수 허용 범위와 형상 허용 범위가 특정 방식으로 동시에 만족되어야 함을 뜻한다.
예를 들어 원통에 Ø5 +0/-0.1Ⓔ라는 공차가 주어질 시, 해당 도면에 맞는 제품은 마치 봉투에 넣듯이 모든 부분에 있어 Ø5 +0/-0.1의 치수를 만족해야한다.
이러한 특성 때문에 포락은 보통 핀-홀등 구멍과 축같이 서로 결합되는 부위의 외형 공차에 사용된다.