공차의 종류나 금속 절삭 가공 허용 공차 범위를 알아보자

공차의 종류나 금속 절삭 가공 허용 공차 범위를 알아보자

공차는 가공 도면 등에 치수를 기입할 때 

아울러 반드시 기입하는 요소 중 하나입니다.

 

그런데 이 공차라는 건 대체 무엇일까요?

 

이번 포스팅에서는 공차에 대해서 종류나

허용 범위, 그리고 비용과의 관계 등도 포함하여 알아보겠습니다.

 

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공차란 어떤 것일까?

예를 들면 절삭 등의 기계 가공에서 50mm의 원기둥을 뚫는다고 가정합시다.

그럴 경우 딱 50mm로 마무리하는 것은 거의 불가능하지요.

 

가위로 곧은 선 위를 자르려 해도 미묘하게 뒤틀리는 것 처럼

기계에도 미묘한 오차가 발생하기 때문입니다.

 

또 온도에 의한 소재, 기계 팽창, 재료의 고정 오차 등도 관련되지요.

 

그래서"50mm를 목표로"가공할 수는 있지만,

50mm로 정확히 만들기는 매우 어렵습니다.

설계 도면과 가공 도면에서는

설계상 허가할 수 있는 오차 범위를 "공차"로서 지정합니다.

기본적으로 오차는 공차의 범위 내에서 

정규 분포 형태로 나타납니다.

 

가공된 제품의 치수를 점검하고 

이 분포의 피크가 공차의 범위 내의 어느 위치에 있는가, 

분포의 저변이 어떻게 확산되고 있는지 

분석하는 것은 품질 관리를 실시하기 위해서 매우 중요합니다.

 

 

공차의 종류

 

도면의 치수와 형상의 지시에는 여러 종류가 있습니다.

그것에 따른 공차에도 다음의 4종류가 있습니다.

 

2023.08.28 - 일반 공차는 어떤 것이며 다른 공차와의 차이에 대해 알아보자

일반 공차– 각각의 치수를 일괄 지정하는 공차
치수 공차– 길이 등의 크기에 관한 허용 차
기하 공차 – 형상을 규정하는 공차
맞춤 공차– 구멍과 대응하는 축에 대해서 세트에서 지정하는 치수 공차

각 공차의 종류에 대해서 설명하겠습니다.

 

일반 공차

일반 공차는 가공 방법이나 재료의 크기에 따라

"이 정도가 표준"으로 불리는 오차 범위로서 JIS에 의해 규정하고 있습니다.

보통 공차라고도 불립니다.

 

기계 가공에 의한 오차는 가공의 종류 및 

가공하려는 부품의 크기에 의해서 바뀝니다.

 

예를 들어 자르거나 다듬는 가공보다 밴딩가공에서는 오차가 커집니다.

 

그 때문에 일반 공차는 가공 법에 의해서 수치가 변화합니다.

 

또 재료를 3mm로 자르려 하고 있으면

1mm의 오차는 크게 느낍니다만,

3m의 재료에서 1mm의 오차는 별로 큰 오차가 아니지요.

 

그래서 자재가 커질수록 오차 값도 더 커지는 것이 일반적입니다.

특히 노리는 정확도가 없는 경우 등은 일반 공차를 사용하게끔 도면에

"지시 없는 부위는 일반 공차에 따라"등의 문구로 지시되어있습니다.

 

 

치수 공차

치수 공차는 도면에서 지시되는 치수에 적용되는 공차로서

길이, 거리, 위치, 각도 크기가 이에 해당합니다.

 

예를 들면 다른 부품의 조합의 사정상 플러스 방향의 오차는

크든 상관 없지만 마이너스 방향의 오차는 엄하게 다루고 싶은 경우 등

일반 공차는 다른 공차를 지시하고 싶은 경우에 사용합니다.

 

일반 공차와 달리 명확한 기준이 아닌 설계자의 임의의 수치를 지정하지만

가공 방법 등에 의한 실현 가능한 범위가 있습니다.

 

기하 공차

치수만으로는 정의할 수 없는 오차 범위를 정하는 것에 

기하 공차가 있습니다.

 

각각의 구멍의 위치가 맞고 있을 뿐만 아니라

구멍끼리의 중심의 위치에도 오차 범위를 정할 필요가 있습니다.

 

기하 공차는 그렇게 치수만으로는 나타낼 수 없는 공차를 정하는 것으로

도면상에 치수 등과 아울러 기재합니다.

 

 

분류	기호	명칭	정의
형상		진직도	올바른 직선에 대한 오차 범위
		평면도	올바른 평면에서 가장 낮은 위치로 가장 높은 위치의 오차 범위
		진원도	올바른 엔화에 대한 엇갈림의 오차 범위
		원통도	올바른 원통에 대한 원통 양 옆 엔 사이즈의 오차 범위
윤곽		선의 윤곽도	이론적으로 올바른 윤곽의 실제 형상의 오차 범위
		면의 윤곽도	이론적으로 올바른 윤곽의 실제 면의 오차 범위
자세		평행도	기준의 직선 또는 평면에 평행해야 선이나 면의 오차 범위
		직각도	기준에 대해서 직각이어야 할 면이나 직선 오차 범위
		경사도	기준에 지정된 각도의 오차 범위
위치		위치 공차	기준에 대한 위치의 오차 범위
		동축도 이심도	2개의 원통 축의 오차 범위
		대칭도	기준에 대해서 대칭인 것의 오차 범위
편차		원주 편차	올바른 축으로 회전시켰을 때에 표면이 바뀐 범위
		모든 편차	올바른 축으로 회전시켰을 때에 원통 전체가 바뀐 범위

 

공차와 제조 원가에 관련성에 대해서

그럼 이런 공차는 가공 및 제조 원가에 어떤 영향을 미칠까요?

기계 부품을 조합할 때는 부품끼리 결합되거나

한쪽에 부품을 밀어넣는 등 보다 높은 정도가 요구되는 경우도 적지 않습니다.

 

이런 정도는 일반 공차에서는 얻을 수 없습니다.

그 때문에 치수에 대해서 개별적으로 공차를 지시할 필요가 있습니다.

공차를 지시했을 경우, 가공 후 치수가 

공차 안에 들어 있는지 확인할 필요가 있습니다.

 

또 당연하지만 정확한 공차를 지시하면 

그만큼 가공도 어려워지고 곱게 치수를 체크하기 위해서는

 세밀한 눈금까지 읽을 수 있는 측정 기구가 필요합니다.

 

그래서 높은 정도로 공차를 요구하면 가공 및 검사 관련 비용은 높아집니다.

 

그래서 공차를 지시할 때는 정말 그 공차나 정확도가 필요한지를 잘 따져야 합니다.

또 지시한 공차에 대한 검사 방법도 아울러 생각할 필요가 있습니다.

 

 

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