[자세공차] 기하 공차 실무 적용에 대한 완벽 정리.
기하공차라 함은 크게 3가지로 분류 할 수 있다.
1. 형상공차 : 단독형체에 적용하는 공차.
- 직진도
- 평면도
- 진원도
- 원통도
2. 자세공차 : 관련형체에 적용하는 공차.
- 경사도
- 직각도
- 평행도
- 윤곽도
3. 위치공차 : 축 선 등을 갖는 크기형체에 적용하는 공차.
- 위치도
- 대칭도
- 동심도
- 동축도
이번 페이지는 자세공차에 대해 설명 하겠다.
2. 자세공차 : 관련형체에 적용하는 공차.
자세공차의 규제 시기 및 특성
위치규제를 포함하지 않는, 형체간의 관계가 필요할 때,
또는 형체 또는 형체간 위치규제 범위내에서 더 강한 자세공차 정밀도를 요구할 때 사용한다.
자세공차는 형체간 관련을 규정하기 위한 것으로 데이텀참조를 필요로 한다.
단, 윤곽도는 형상공차 범주로도 분류되어, 데이텀참조 없이도 사용할 수 있다.
경사도: Angularity
정의: 대상물의 표면 또는 축선이 데이텀 평면/곡선으로부터 규정각도에 있는 상태
경사도 공차역: 모든 표면요소가 그 영역 안에 있어야 할, 이론상의 2개 평행평면간
거리공차역, 또는 축선에서의 원통지름공차역
경사도 공차의 적용예
크기형체의 경사도를 규정할 때는 그 형체의 중심평면 또는 축선이 규제기준.
그림에서 3개의 데이텀과 경사도 관계의 슬롯에 대해 RFS로 적용되면; 슬롯 실체치수와 무관하게 슬롯 중심평면이 공차역내에 있어야 함을 의미.
경사도 (MMC)
MMC 직각도 적용예
RFS대신에 MMC로 적용하려면 위치도공차 방법이 더 바람직하다.
슬롯 중심평면은 슬롯 및 데이텀 B, C가 MMC 크기일 때 전량 0.12폭 공차역 범위내에 있어야 한다. 공차역의 극한은 슬롯의 중심평면에 평행하고 테이텀 A에 직각인 2개의 평행평면으로 정의되며, 그 중심평면의 경사도 정점은 MMC일 때의 데이텀과 C의 중심에 의해 결정된다.
슬롯 폭 크기가 LMC로 가공되면 경사도공차는 0.12+0.16=0.28
크기형체의 데이텀 B와 C가 각각 MMC 크기를 벗어나면 슬롯 자세공차역은 그만큼씩 동적으로 확대된다.
직각도: Perpendicularity
정의: 데이텀 평면 또는 데이텀 축선에 대하여 완전 직각으로 표면, 중심면, 또는 축선이 놓인 상태
직각도 공차역:
데이텀평면과 직각을 이루는 2개의 평행평면내의 공차역으로,
형체의 모든 표면요소가 존재해야 하는 영역. (그림1)
형체의 중심면이 존재해야 하는 영역. (그림2)
데이텀축선과 직각을 이루는 2개의 평행평면내의 공차역으로, 형체의 축선이 존재해야 하는 영역. (그림3)
데이텀평면과 직각을 이루는 원통공차역으로, 형체의 축선이 존재해야 하는 영역. (그림4)
데이텀 평면 또는 데이텀 축선에 대하여 직각을 이루는 2평행직선에 끼워진 공차역으로, 모든 표면요소가 존재해야 하는 영역 (그림5)
표면은 규정의 치수공차내에 있어야 하며, 동시에 데이텀평면에 대해
직각인 2개의 평행평면 (간격0.15) 사이에 있어야 한다.
직각도 (비원통형)
데이텀평면 A에 대하여, RFS일 때의 비원통형의 직각도
형체의 중심면은 치수공차내에 위치해야 하며, 동시에 중심면은 [형체의 가공치수와 무관하게] 데이텀평면에 직각을 이루는 2개의 평행평면 (간격0.15)사이에 있어야 한다..
데이텀평면 A에 대하여, MMC일 때의 비원통형의 직각도
형체의 중심면은 치수공차내에 위치해야 하며, 동시에 중심면은 [형체가 최대실체조건일때] 직각도는 0.15이다. 형체가 MMC보다 크게 가공되면 직각도공차는 동적으로 확대된다.
직각도 (원통형)
데이텀원통 A가 RFS일 때, RFS인 원통형의 직각도
형체의 축선은 치수공차내에 위치해야 하며, 동시에 [형체의 가공치수와 무관하게] 데이텀평면에 직각을 이루는 2개의 평행평면 (간격0.15)사이에 있어야 한다.. (주) 이 공차는 주어진 투영도에만 적용.
데이텀평면 A가 RFS일 때, MMC인 원통형의 직각도
형체는 치수공차내에 위치해야 하며, 동시에 형체의 축선은 [형체가 최대실체조건일때] 직각도는 0.15이다. 형체가 MMC보다 작게 가공되면 직각도공차는 동적으로 확대된다.
반지름방향의 직각도
고정된 부품에 대해 인디케이터는 반지름방향으로 이동하며 측정. 각 표면요소는 규정 치수공차내 있어야 하며, 데이텀 A축선에 대해 직각인 2 평행평면(간격0.03) 사이에 있어야 한다.
MMC에서의 완전형상은 요구되지 않지만, 각 요소에 대한 직각도가 요구되는 경우
각 형체의 표면요소는 치수공차내에 위치해야 하며, 동시에 데이텀에 직각인 2-평행평면(간격0.15) 사이에 있어야 한다. 단, 기하공차는 형체에 개별적용 하므로,부품은 MMC에서의 완전형상의 경계(포락선)을 넘을 수 있다.
직각도 (제로공차)
제로공차 직각도
형체가 MMC일 때 축선은 데이텀평면에 대해 직각이어야 한다.
형체치수가 MMC를 벗어난 만큼 동적 추가 직각도공차가 허용된다
최대편차 제로공차 직각도
형체가 MMC일 때 축선은 데이텀평면에 대해 직각이어야 한다.
형체치수가 MMC를 벗어난 만큼 동적으로 최대 0.05까지 추가 직각도공차가 허용된다.
평행도: Parallelism
정의: 데이텀 평면 또는 데이텀 축선으로부터 모든 점이 같은 거리에 있을 때의 표면, 중심면 또는 축선의 상태
평행도 공차역: 실체형체의 표면, 중심면 또는 축선이 위치할 범위로서, 데이텀 평면 또는 데이텀 축선에 대해 평행인 규정의 형상 및 크기로 결정되는 이론적으로 정확한 공차역
평행도 공차의 적용예
표면은 규정의 치수공차내에 있으며, 동시에 데이텀평면에 대해 평행한 2개의 평면(간격0.05) 사이에 있다.
평행도 (평면 데이텀)
데이텀평면 A에 대하여, RFS 구멍형체에 대한 평행도
구멍형체의 축선은 규정의 치수공차내에 있어야 하고, 동시에 구멍 형체치수무관으로 데이텀 A에 평행한 2평면 (간격0.05) 사이에 있어야 한다.
데이텀평면 A에 대하여, MMC 구멍형체에 대한 평행도
구멍형체의 축선은 규정의 치수공차내에 있어야 하고, 동시에 MMC에서 데이텀 A에 평행한 2평면 (간격0.05) 사이에 있어야 한다. MMC를 벗어나면 동적평행도공차가 추가된다.
평행도 (축선 데이텀)
데이텀형체가 RFS일 때, MMC 구멍형체에 대한 평행도
구멍형체의 축선은 규정의 치수공차내에 있어야 하고, 동시에 구멍 형체치수무관으로 데이텀 축선에 평행한 0.05 원통 공차역내에 있어야 한다.
데이텀형체가 RFS일 때, MMC 구멍형체에 대한 평행도
구멍형체의 축선은 규정의 치수공차내에 있어야 하고, MMC에서 축선에 평행한 0.05 원통 공차역내에 있어야 하며, MMC를 벗어나면 동적 평행도공차가 추가된다.
윤곽도: Profile of a Surface/Line
정의: 다른 기하학적 규제로는 부적절한 불규칙한 형상에 대하여,
희망윤곽으로부터의 허용변동량을 규제하기 위한 이상윤곽.
면의 윤곽도 공차역: 형체의 전체 길이, 전체 폭 또는 주위에 적용하는 이론상 정확한 윤곽으로부터의 삼차원 공차역
일정한 단면을 갖는 부품, 또는 회전표면을 갖는 부품에 적용 일반적으로 면의 윤곽도는 데이텀을 필요로 한다
선의 윤곽도 공차역: 데이텀 A 및 B에 대하여 평행 또는 수직 단면의 각각에 적용하는 이론상 정확한 윤곽으로부터의 이차원 공차역
공차역은 단독실체로서, 전체표면을 규제하는 것은 바람직하지 않다
데이텀을 필요로 하는 경우와 필요하지 않은 경우가 있다.
윤곽도 (면 적용예)
윤곽도공차는 보통 표면형체에 적용하지만, 필요에 따라 선(형체표면요소)에도 적용한다. 어느 경우든지 윤곽규제는 다음 사항을 포함해야 한다
진(眞) 형상에 대한 기준윤곽을 포함한 적절한 투영도 또는 단면도.
기본치수에 의한 윤곽정의.
공차역은 아래 그림중 하나의 방식.
필요에 따라 다른 치수나 형체관리기호 및 주기를 추가기입.
만일 적용범위가 혼돈될 경우에는 윤곽극한점에 참조용 문자(A, B, 등)을 부여하고 윤곽공차 테두리 근처에 주기(A-B사이 등)하여 명확히 표시한다. 만일 온둘레에 윤곽공차가 적용되면, “온둘레”라고 주기한다.
일반적으로, 표면에 대한 윤곽도공차방식은 윤곽의 기본치수가 외형치수와 같게 될 경우를 포함하여 형상규제와 치수규제의 양측조합 효과를 갖는다. 이때는 크기 한계치수에 대한 표준해석(“형상규제는 치수규제 범위내”)은 비적용한다.
종래의 크기 치수공차와 윤곽도공차가 병행되면, 상기 표준해석 적용한다.
MMC원리는 규체형체에 적용할 수 없다. 데이텀참조시는 RFS를 의미한다.
윤곽도 (면 게이징)
윤곽도 측정은 법선방향이 기본. 이를 위해 계기나 부품을 회전한다.
광학적 비교측정기(Optical Comparator) 사용이 효과적일 때도 있다.
근래에는 CMM 등을 이용한 페이퍼게이지가 강력하다.
윤곽도 (공통표면 등)
2개 이상 비연속표면의 공통평면을 규정하기 위해 윤곽도공차를 사용하면 좋다.
공통평면으로 정의된 그림1에서; 양표면이 규정치수내에 있어야 하고 양평면에 의해 확립된 평면으로부터 공차역 간격의 평행평면내에 있어야 한다. 이경우 데이텀참조를 필요로 하지 않는다
특정표면이 데이텀으로 사용된 그림2 : 표면요소는 규정치수내에 있어야 하고, 동시에 데이텀에 의해 확립된 평면으로부터 공차역 간격의 평행평면내에 존재..
편위된(Offset) 표면에 적용한 그림3 : 표면요소는 규정치수내에 있어야 하고, 동시에 데이텀과 기본치수에 의해 확립된 평면으로부터 공차역 간격의 평행평면내에 존재해야 한다.
윤곽도 (선 적용예)
면의 윤곽도는 진 윤곽으로부터의 전체표면 요소에 대한 규제이나, 표면윤곽 규제를 향상시키기 위해 표면의 선 요소를 특별히 규제한다.
그림에서; 선의 윤곽도 규제는 면의 윤곽도규제처럼 적용될 투영도 안에 나타나야 한다. 그러나 공차역은 각 표면요소에 대해 배치된다. 공차역은 (투영도안의) 전체길이에 적용되지만, 각 절단면에 각각 한정되고, 선 요소간의 변동은 규정공차범위내에서 허용된다.
동일형체에 대해 면윤곽도와 선윤곽도를 동시 규제할 수도 있다.(우측)
