기계부품을 설계하여 도면제도 시 설계 기능에 맞는 기하공차의 형상 기호를 선택하고 부여하는 방법과 기하공차가 왜 필요하며, 데이텀(기준)의 정의와 기하공차의 형상별 의미 그리고 기호의 설명을 정리해 보았습니다.
기하공차란? 설계된 부품의 형상을 구성하는 점과 선, 면, 중심축선 등이 기하학적인 완벽한 형상으로 기준이 되는 치수 허용 오차 범위를 정의하는 기호로 기계의 기능, 조립성, 호환성 등을 보장하기 위해 필수적인 요소입니다.
“허용 오차 범위 = 공차역”
“치수공차와 기하공차는 독립적으로 부여함.”
아래 그림과 같이 사각 블록 형상의 부품의 제도 시 두께 치수 보통공차와 기하공차의 평행도 공차는 다른 의미로 도면제도 시 주의가 필요합니다.
설계 경력이 10여 년이 넘어도 도면 제도 시 또는 도면 검도 시 실수할 수 있기 때문에 일반 치수 보통공차와 기하공차는 그 의미가 다른 공차 기입법이라는 것을 숙지하고 있어야 합니다.
기하공차 왜 필요한가?
설계된 기계 부품을 가공하고 조립할 때, 정밀한 제작과 정확한 조립이 되도록 하기 위하여 치수보통공차, 끼워맞춤공차와 함께 모양, 자세, 위치, 흔들림 등에 대하여 기하공차의 정밀도를 지시하기 위함입니다.
특히 기하공차는 부품을 경제적이고 효율적으로 균일화와 표준화된 부품을 생산하여 기계를 제작 및 조립할 수 있도록 하고 용이한 검사를 위한 목적을 우선으로 모든 치수에 적용하는 일반치수공차와는 다르게 기하학적 정밀도가 요구되는 부분만 적용합니다.
또, 조립된 부품 간의 작동 및 호환성이 중요할 때, 기계의 제작과 부품 검사의 일관성을 두기 위한 참조 기준이 필요할 때 표기해야 합니다.
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기하공차의 기준인 데이텀이란?
설계된 부품의 관련 형체에 기하공차를 부여하기 위하여 설정하는 점, 선, 면 등을 기준으로 데이텀을 설정하고 이를 기준으로 부품의 위치나 형상에 관한 여러 가지 형체를 정립하고 측정하고 평가하기 위한 기준 요소입니다.
데이텀은 기능에 따라 분류할 수 있는데
기준 데이텀: 제품의 기준이 되는 면, 선 또는 점으로, 다른 데이텀을 설정하는 데 사용되는 데이텀.
자세 데이텀: 제품의 기울기, 직각도, 평행도 등을 규제하는 데 사용되는 데이텀.
위치 데이텀: 제품의 위치를 규제하는 데 사용되는 데이텀으로 분류할 수 있습니다.
- 부품의 품질에 지대한 영향을 미치기 때문에 신중하게 설정해야 합니다.
- 부품의 기능과 성능을 우선 고려하고 제작이 가능해야 하며, 측정 및 검사가 용이하게 설정해야 합니다.
- 관련 규격 및 표준을 참고하려 설정해야 합니다.
- 데이텀 설정 시 주의사항 -
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기하공차의 형상별 기호와 설명
기하공차는 크게 4가지로 나누어지는데 부품의 형상공차와 자세공차, 위치공차, 흔들림 공차가 있으며 각 분류에 맞춰 다양한 세부적인 형상공차가 존재합니다.
“형상공차=형상 자체 정확도”
하기 그림과 같이 기하공차 표기에 따른 사용예로
데이텀(기준이 되는 면 또는 선)을 기준으로 평행도가 0.02mm 이내의 공차역을 가짐을 표기.
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기하공차의 형상별 공차 표기법
직진도 표시된 직선을 평면에 투상 되었을 때 t 만큼 떨어진 두 개의 평행한 직선 사이의 영역
평면도 표시된 평면이 투상되었을 때 t 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평면 사이의 영역
진원도 평면 내에서 t 만큼 떨어진 두 개의 동심원 사이의 영역
원통도 t 만큼 떨어진 두 개의 동축 원통면 사이의 영역
선의 윤곽도 곡선의 중심으로 지름 t의 원이 만드는 두 개의 곡선 사이의 영역
면의 윤곽도 곡면의 중심으로 지름 t의 구가 만드는 두 개의 곡면 사이의 영역
평행도 한 평면에 투상되었을 때 데이텀에 평행하여 t 만큼 떨어진 두 개의 평행한 직선 사이의 영역
직각도 한 평면에 투상되었을 때 데이텀에 수직으로 t 만큼 떨어진 두 개의 평행한 직선 사이의 영역
경사도 한 평면에 투상되었을 때 데이텀에 일정"₩₩ 각도로 기울어져 t 만큼 떨어진 두 개의 평행한 직선 사이의 영역
위치도 기준면에 대하여 정확한 위치를 중심으로 지름 t의 원 또는 구의 내측 영역
동심도(동축도) 원통의 직경을 나타내는 경우 데이텀 축선과 일치한 축선을 갖는 지름 t인 원통 내측의 영역
대칭도 데이텀을 기준으로 대칭으로 투상 되어 서로 t 만큼 떨어진 두 개의 평행한 평면 사이의 영역
원주흔들림 데이텀 축에 수직 한 임의의 측정 면에서 데이텀과 일치하는 중심으로 반지름 방향으로 t 만큼 떨어진 두 개의 동심원 사이의 영역
온흔들림 데이텀 축과 일치하는 축선으로 반지름 방향으로 t 만큼 떨어진 두 개의 동축 원통 사이의 영역
("목차로 되돌아가기")
글을 마치며,
설계된 기계부품의 도면제도 시 기하공차를 형상에 맞춰 선택하고 도면에 기입하기 위한 내용으로 정리해 보았습니다. 다소 어려울 수 있는 부분이지만, 실무에서 조금이나마 쉽게 활용할 수 있도록 작은 도움이 되었기를 바라겠습니다.
